WO2004046740A1 - Vorrichtung und methode zur kontaktierung von testobjekten - Google Patents

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WO2004046740A1
WO2004046740A1 PCT/EP2003/012739 EP0312739W WO2004046740A1 WO 2004046740 A1 WO2004046740 A1 WO 2004046740A1 EP 0312739 W EP0312739 W EP 0312739W WO 2004046740 A1 WO2004046740 A1 WO 2004046740A1
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test
contacting
unit
substrate
contacting unit
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PCT/EP2003/012739
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Matthias Brunner
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Applied Materials Gmbh
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/305—Contactless testing using electron beams
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
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    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2887—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks involving moving the probe head or the IC under test; docking stations
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing

Definitions

  • the invention relates to testing large areas. In particular, tests with a corpuscular beam are used as the test method.
  • the present invention relates in particular to the contacting of test objects.
  • the present invention relates to a method for positioning and contacting a substrate, to a method for testing a substrate, to a device for contacting for testing at least one test object and to a test system.
  • LCD liquid crystal displays
  • TFT thin film transistors
  • microelectronic and / or micromechanical elements These include, for example, thin-film transistors, connection networks of a chip, transistors, electron emitters of an emitter array, electrodes for image pixels of a display, micromechanical mirrors of an array and other elements which are characterized in particular by the fact that they are a large number of elements (100,000 to several 1,000. 000), each element being electrically controllable.
  • test procedure is as disclosed in EP 0 523 594.
  • the corpuscular beam can either be used to detect the charge applied via a feed line and / or to apply charge to a pixel electrode.
  • contacting units are used, which on the one hand allow a signal exchange to external devices and on the other hand allow scanning by an electron beam.
  • Arranged frame that makes electrical contacts to the display Arranged frame that makes electrical contacts to the display.
  • several displays are arranged on one substrate. Since only one display can be tested due to the limited measuring range of an electron beam system, the contact frame is raised for the test of another display, the substrate is moved and the contact frame is placed on the next display. With such an arrangement, however, only displays whose entire area can be covered by scanning the corpuscular beam can be tested.
  • contact frames that contact all displays on a glass substrate at the same time. Such a contact frame is moved with the substrate when other displays are to be tested.
  • a disadvantage of such contact frames for the entire substrate is that the entire contact frame has to be replaced when the display sizes change. For this reason, the system must be ventilated with changing batches, which reduce productivity.
  • the contact frames for different display types and sizes must be stored so that they can be used if necessary.
  • Test objects in the sense of the present invention are, for example, displays, a grouping of displays, arrays of other microelectronic or micromechanical elements, and individual circuits which are tested, for example, for short circuits or missing contacts between areas of the circuit.
  • the object of the present invention is achieved by a method for positioning a contact unit when testing with a test device which has an optical axis.
  • a substrate on which several test objects exist on a sample table i.e. positioned a substrate holder.
  • the substrate is displaced relative to the optical axis in such a way that an area of the test object lies in the measuring area of the test device.
  • a contacting unit for contacting the test object is positioned, the positioning of the contacting unit being at least partially not coupled to the positioning of the substrate.
  • the positioning of the contacting unit is suitable for connecting the contacting unit to one or more contact arrangements of the test object.
  • the object is further achieved according to a further aspect of the invention by a method for testing a substrate with a plurality of test objects by means of a test device.
  • the substrate is placed on the sample table.
  • a contact arrangement of a first test object of the test objects on the substrate is contacted with a contacting unit.
  • the holder and thus the substrate are positioned so that a first area of the first test object can be measured in the test area of the test device. This first area of the first test object is then tested.
  • the holder and thus the substrate are repositioned in order to test at least one further area of the first test object in the test area of the test device.
  • the contacting unit is also positioned so that the position relative to the substrate has essentially not changed.
  • the at least one further area of the first test object is tested.
  • the substrate is again repositioned so that an area of a second test object can be tested. To test the area of the second test object, the contacting unit is displaced relative to the substrate.
  • test device is understood to be the components for generating the measurement signal. These are: a source for the generation of a primary corpuscular beam, beam shaping and beam deflection components for directing the beam onto an area which is used for obtaining the measurement signal, components for directing and / or imaging a measurement signal on a detector unit and the detector unit.
  • the contacting unit is typically a replaceable unit.
  • the positioning of the contacting unit takes place via a drive assigned to the contacting unit.
  • the contact unit can be moved quickly and flexibly from one position to the next position. This increases the test speed for the entire substrate and thus the throughput of the test system.
  • the object according to the invention is achieved by a device for contacting, which is used for a test system.
  • This contains a sample table with a positioning unit.
  • the positioning unit has a displacement range in both directions perpendicular to the optical axis of the test device.
  • a contacting unit also has one in both directions perpendicular to the optical axis of the test device Displacement range. At least one displacement area of the contacting unit is smaller than the corresponding displacement area of the sample table.
  • a contacting device in one aspect of the invention, consists of a holder for a substrate and an assigned displacement unit.
  • a displaceable contacting unit which has at least a smaller extent in at least one direction perpendicular to an optical axis of a corpuscular beam tester than the extent of the holder in this direction.
  • a basic aspect of the invention is a device for contacting. This consists of a holder for a substrate and an associated displacement unit. In addition, there is also a displaceable contacting unit which has at least half the extent of the holder in this direction at least in one direction perpendicular to an optical axis of a corpuscular beam tester.
  • the holder can be a substrate table or an arrangement of rollers on which the substrate is mounted.
  • the holder is the substrate holding unit. That the substrate lies on the holder, or the holder supports the substrate.
  • a device for contacting which consists of a holder for a substrate and an associated displacement unit.
  • a displaceable contacting unit which is at least in a direction perpendicular to an optical axis of a corpuscular beam tester smaller than the substrate or at most half the extent of the substrate in this direction.
  • Devices that can be improved by the present invention often have a holder that is larger than the substrate.
  • the above-mentioned relative size specifications between the contacting unit and the holder relate, at least to the substrate to be tested. This means that the relative sizes are given for the contact unit relative to the substrate. In this case, it is particularly preferred if the contact unit has at most half the extent of the holder in these directions perpendicular to the optical axis of a corpuscular beam tester.
  • the present invention can also be formulated as follows.
  • the object is achieved by a device for contacting within a test system.
  • the test system contains a holder that is displaceable relative to the optical axis of a test device and a contacting unit that is also displaceable relative to the optical axis.
  • the contacting unit is additionally displaceable relative to the substrate during the testing of the substrate.
  • the contacting unit is displaceable at least 10 cm, particularly preferably at least 25 cm, during the testing of the test objects of a substrate.
  • the object according to the invention is achieved by a test system.
  • This test system consists of a corpuscular beam column, a test chamber and a device for contacting at least one test object on a substrate according to one of the above-mentioned aspects.
  • test chamber can be evacuated. It is further preferred if the corpuscular beam column is an electron beam column, with in particular an emitter, deflection units and beam shaping optics being contained within the column.
  • the corpuscular beam can also be formed by photons, i.e. a light-optical test of the elements of the test objects is carried out on the substrate.
  • the glass substrate and a contacting unit are moved relative to the optical axis of a test device, but rather to leave the glass substrate at rest.
  • the optical axis of the test device is moved relative to the glass substrate.
  • the contact unit is moved relative to the glass substrate and the contact unit and the optical axis of the test device are moved relative to one another.
  • the invention further relates to devices with features that are necessary to carry out the described methods. Furthermore, the invention relates to methods which are characterized by the use of the devices described.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a side view of a test system according to the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of two embodiments of a contact arrangement preferred for the present invention on a test object
  • 3a and 3d show a schematic representation of a top view of a substrate with a plurality of test objects on a holder and the use of the contacting unit according to the present invention
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the use of the present invention and its advantages
  • 5 shows a schematic representation of a top view of an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a top view of a further embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of an embodiment of a principle on which the invention is based
  • FIGs. 8a to 8c show schematic representations of modifications of a further embodiment of a principle on which the invention is based;
  • 11a and 11d show a schematic illustration of a plan view of a substrate with a plurality of test objects on a holder and the Turning of the contacting unit according to a further aspect of the present invention.
  • the present invention can be used with a variety of test methods. For the sake of simplicity, the present invention is first described below by testing screens with an electron beam.
  • FIG. 9 shows a plan view of a glass substrate 140 on a sample holder 130.
  • the six displays 301 are produced on the substrate.
  • the displays are distributed, for example, at regular intervals on the glass substrate.
  • the glass substrate is in a test chamber (see Fig. 1). This means that the electron beam column is located above the glass substrate shown in FIG. 9 during a test of the displays.
  • the optical axis 102 of the electron beam was drawn in FIG. 9.
  • test area 302 is the area that can be tested at most or in a meaningful manner by the electron beam. This means that in a region of the sample outside the test region 302, no measurement results can be obtained by the test method.
  • the test area is therefore independent of the substrate to be tested. Rather, it is a property of the test device, i.e. the electron beam test device.
  • Figure 9 shows a display 301 which is larger than the test area 302 of the test device.
  • a display cannot therefore be tested by the test device without displacing the glass substrate 140 with the displays relative to the optical axis 102.
  • the displays in FIG. 9 must be divided into several areas that are tested one after the other. These areas are the first area 303 and the second area 304.
  • the glass substrate is moved so that the first area 303 is initially positioned within the test area 302 of the test device.
  • the glass substrate is then again displaced in relation to the optical axis 102 in order to position the second region 304 within the test region of the test device 304.
  • a shift relative to the optical axis 102 is synonymous with a shift relative to the test area 302.
  • the displays for test procedures must be contacted electronically in order to test the functionality of the displays.
  • a contact unit 150 is placed on the glass substrate. This establishes electrical contacts to the displays. This enables the displays to be electrically connected to external devices required for the test.
  • the arrangement 700 in FIG. 7 shows a plan view of a glass substrate 140.
  • a plurality of displays 708 to be tested or circuits for displays 708 to be tested are located on the glass substrate.
  • the arrangement 700 is introduced into a test system for testing. In the test device, the displays 708 are tested with an electron beam. The electron beam is scanned over a substrate area. Measurement results can only be obtained within the test area 704 of the test device.
  • the entire glass substrate is too large to be tested without being shifted by an electron beam.
  • the display 708 is contacted with a contacting unit 706 via the contact arrangement 702.
  • both measurement signals and externally applied test signals can be transmitted between the display to be tested and measurement electronics.
  • the displays have a dimension that is less than or equal to test area 704.
  • the glass substrate is initially positioned such that a first display is arranged within the area 704 of the test device, which can be used for the measurement with the electron beam.
  • a contact unit 706 is placed on the glass substrate. set.
  • contact pins of the contact unit are connected to the contact arrangement 702 provided for this purpose, which are present on the glass substrate for contacting each display 708.
  • External signals can be fed to the display via these contacts. If it is necessary for the measuring procedure, signals of the display can also be measured via these contacts.
  • a first display is first contacted. This display is then checked using the electron beam test method. Then the contact unit 706 is raised and the glass substrate 140 is moved. This positions another display in the test area of the test device. The contact unit 706 is connected to the further display in order to test this display. In this way, all displays on the substrate are checked. In this embodiment, however, only displays can be checked whose dimensions are within the range that can be checked by the electron beam.
  • FIGS. 8a to 8c show a further arrangement 800 or 800b.
  • all the displays 808 on the glass substrate 140 are contacted with a contacting unit 806 and 806b. If the glass substrate is moved during the testing of different areas on the glass substrate 140, the contacting unit which rests on the glass substrate is carried along.
  • a contacting unit 806 contacts all displays 808 in order to carry out a test. So that all displays 808 can be supplied with signals or signals can be received from all displays, the contacting unit 806 has a connecting web 810.
  • the arrangement 800b in FIG. 8b is similar to arrangement 800.
  • the contacting unit 806b only has a grid-like connecting web 810b.
  • FIG. 8c shows the arrangement 800 again.
  • the displays 808b here have different dimensions.
  • the web 810 covers part of the display 808b to be tested, which prevents a sensible test.
  • a different shape for the contacting unit must therefore be selected to test the displays 808b.
  • the test device is ventilated, the contacting unit 806 or 806b is removed, a contacting unit suitable for the new displays 808b is introduced into the system and the system is evacuated again.
  • FIG. 1 shows a test system 100.
  • the test system uses a corpuscular beam to test objects, for example displays, which are applied to a glass substrate 140 or another substrate.
  • the test system contains a test device, for example in the form of the column 104.
  • the corpuscular beam is generated in the column, in the emitter 10.
  • corpuscular beam is understood to mean a beam of charged particles (particle beam), such as an electron or ion beam, or a laser beam.
  • particle beam such as an electron or ion beam
  • corpuscular beam is understood to mean both a laser beam in which the corpuscles are photons and a particle beam in which the corpuscles are ions, atoms, electrons or other particles.
  • FIG. 1 also shows apertures 12, deflectors 14 and lens 16.
  • the displacement units 132 and 134 serve, among other things, to image the electron beam along the optical axis 102.
  • the displacement units 132 and 134 are located in the test chamber 108.
  • the sample table 130 can be displaced in the x direction and in the y direction by means of the displacement units. In FIG. 1, this is achieved by means of two displacement units that are displaceable relative to one another.
  • the two displacement units are arranged one above the other. Therefore, in the case of a displacement by displacement unit 134 in the x direction, both the displacement Unit 132 and the holder with the substrate moved in the x direction. Irrespective of this, the displacement unit 132 is actuated for a displacement of the sample table 130 with the glass substrate 140 in the y direction. As a result, the sample table with the substrate can be moved in the xy plane.
  • the test chamber can be evacuated via the vacuum flange 112.
  • Holders or sample table 130 are moved by the displacement units.
  • the glass substrate 140 is located on the holder during a measurement.
  • a display on the substrate is contacted with the contacting unit, in order to make electrical contact with the display with the test system.
  • the drive 152 serves to independently move the contact unit relative to the optical axis 102 of the test device and relative to the sample table 130.
  • a signal connection of the contacting unit 150 takes place via the contact connection 154.
  • 1 also shows the control and control units 135, 153, 160, 162 and 164, which are explained in more detail in the context of the use of the test system 100.
  • the function of the test system is described below with reference to FIG.
  • the electron beam generated in the emitter 10 is guided into the test chamber 108 via elements such as apertures 12, deflectors 14 for beam positioning and scanning, and lenses 16.
  • the beam is additionally shaped by the optical elements.
  • the electron beam is directed onto an element of a display on the substrate.
  • areas of the element to be tested can be charged.
  • emitted secondary electrons can also be measured with a detector (not shown).
  • potential distributions on the display can be measured and topologies or material compositions can also be determined by other detection methods.
  • the column 104 can be evacuated via the vacuum flange 106. Additional connections (not shown) are used to connect to external control units. These control units can be computers, control units and central control systems with a user interface.
  • a displacement unit (132 + 134) is located within the test chamber 108. This is designed, for example, in the form of two linear displacement units. There is a displacement in the x direction with the displacement unit 134 and a displacement in the y direction with the displacement unit 132.
  • the displacement units are connected to the control unit 135.
  • the control unit controls the positioning of the holder 130 (sample table) in the x-y plane.
  • the holder 130 i.e. the sample table, for holding the substrate 140 relative to the optical axis 102 of the electron beam column 104.
  • the displays When testing displays on the substrate, the displays must either be supplied with external signals or signals generated within the displays must be measured and fed to an evaluation unit. For this purpose, the displays are electrically contacted.
  • the contacting unit 150 serves this purpose.
  • the contacting unit establishes an electrical connection to contact arrangements 200 via contact pins (see FIG. 2).
  • the contact arrangement 200 can be used either for contacting a display or for contacting a plurality of displays.
  • FIG. 2 shows two examples of a contact arrangement 200.
  • the contact arrangements have individual contact pads 212. These are arranged on an area 210. The distances between the contact pads are designated 220 and 222 in FIG. 2.
  • the contact arrangement 200 or more of the contact arrangements 200 are applied to the substrate with the displays.
  • the control lines or measuring lines of the displays are connected to the pads 212 of the contact arrangement via supply lines.
  • the pads have a standardized distance in the x-direction 220 and a standardized distance in the y-direction 222. This enables automatic contacting.
  • the two exemplary embodiments shown differ in terms of the number and arrangement of the contact pads.
  • contact pins of the contacting unit are guided onto the contact pads of the contact arrangement 200.
  • the individual contact pins for a standardized contact arrangement are preferably at a fixed distance from one another.
  • the contact pins of the contacting unit are not moved relative to one another for contacting the contact pads of the contact arrangement. This applies to essentially all contact pins relative to one another. Essentially all is to be understood here as at least 90% of the contact pins, preferably as 100% of the contact pins.
  • the contact surfaces 200 have an arrangement which is identical for different types of displays. With the help of the present invention it is possible to test a large number of different displays with one contacting unit. For this purpose, however, it is preferred if the contact arrangement is standardized in order to reduce or avoid the need to adapt to the geometric arrangement of the pads 212.
  • the contact pins of the contacting unit can thus also have a fixed geometric arrangement with respect to one another without there being any restriction with regard to the flexibility of the test system.
  • the contacting unit 150 To contact the contacting unit 150 (see FIG. 1) with the contact arrangement, the contacting unit is moved from above onto the display or the substrate. In order to facilitate an adjustment of a contacting unit with respect to the contact pads 212, it is advantageous if the contacting unit and the substrate can be displaced in the x-direction and y-direction by a contact displacement area.
  • the contact displacement area in the respective direction has approximately the extent of the distances between the contact pads 220 and 222.
  • the signal transmission takes place via the contacting unit 150 to a display on a substrate 140 via the contact connection 154.
  • the signals are made available via a control unit 162. With such a unit, signals of the display can optionally also be measured, which are transmitted with the contacting unit.
  • a vacuum can also be generated in the test chamber 108.
  • the vacuum flange 112 is used for this purpose.
  • the test chamber is evacuated as part of a test up to a maximum pressure of 1 * 10-2 mbar, preferably up to a maximum pressure of 1 * 10-4 mbar.
  • there are further flanges (not shown) that enable connections to control units, control computers 164, external communication means or the like.
  • test method using the test system 100 is described below using an electron beam, without restricting the invention thereto.
  • One possible test method is to use leads to charge the electrodes of, for example, picture elements of a display to a potential. This potential or its change over time can be measured with a corpuscular beam. In this way, defects such as short circuits or missing contacts can be identified, and parasitic elements and their size can be determined.
  • the electrodes of the picture elements are charged via a corpuscular beam and the resulting potentials are also measured with a corpuscular beam.
  • the initial and boundary conditions are determined by controlling the supply lines.
  • the electrodes of the picture elements are charged by means of a corpuscular beam, and the current thereby caused in the supply lines is measured.
  • FIGS. 3 a and 3 b show a glass substrate 140, which is located on the sample table 130, in a top view.
  • Displays 301 or circuits of a display 301 are located on the glass substrate and are to be tested in a device.
  • FIGS. 3a to 3d represent the same arrangement, the glass substrate being displaced relative to the auxiliary line 350 shown.
  • FIGS. 3a and 3b also show a contacting unit 150.
  • the contacting unit has the shape of a frame.
  • the frame has a size that is sufficient not to cover any area of the display to be tested.
  • the test area 302, which can be tested with the electron beam, is marked gray in FIG. 3.
  • the test area defines the area that can be detected by the test device.
  • the electron beam measures within the test area by deflecting the electron beam with a scanning unit.
  • the electron beam is deflected in the x-direction and in the y-direction by a scanning unit in such a way that the test area 302 is captured sequentially by the electron beam.
  • the displays 301 to be tested are larger than the test area 302 of FIG.
  • the displays are divided into a first area 303 and a second area 304.
  • regions 303 and 304 correspond to one half of the display.
  • the size of the test area is equal to the size of the first area 303 and the second area 304 of the display 301. This correspondence is of a random nature and is not decisive for the invention.
  • both the glass substrate 140 and the contacting unit 150 are displaced. These displacements, which are carried out as part of the method explained in FIGS. 3, are identified by arrows.
  • FIG. 3 the displacement of the sample table 130 with the substrate 140 in the negative x direction is indicated by the arrow 312.
  • An analog displacement of the contact unit in the negative x direction is indicated by arrow 310.
  • a further shift (transition from FIG. 3b to FIG. 3 c) is identified by 314.
  • This contact unit has the shape of a frame in Figures 3. This frame is advantageously large enough not to cover an area of the display 301.
  • the first area 303 of a display that lies within the test area 302 is first tested. This corresponds to the relative arrangement of the glass substrate 140 and the contact unit 150 to the optical axis 102, as shown in FIG. 3a. Optical axis 102 and test area 302 do not move (during any of the method steps) relative to each other.
  • the test area 302 results from a deflection of the electron beam from the optical axis 102.
  • the size of the test area 302 is limited, for example, by a maximum deflection of the electron beam from the optical axis 102.
  • the substrate is shifted by the distance 312 in the negative x direction.
  • the second area 304 of the display 301 thus lies in the test area 302 of the test device.
  • the second area 304 of the display can thus be tested.
  • contacting by the contacting unit is also required.
  • the contacting unit is therefore also moved.
  • the displacement 310 in the negative x direction is essentially identical to the displacement 312 of the substrate.
  • the contacting unit 150 is carried along with the substrate (displacement 312) in such a way that contact is present throughout the entire time.
  • the situation shown in FIG. 3b is present.
  • the second area 304 of the first display can now be tested.
  • the substrate 140 must again be displaced relative to the optical axis 301 (and thus also to the test area 302). This displacement of the substrate is indicated by arrow 314.
  • the situation shown in FIG. 3c is then present.
  • FIG. 3b to FIG. 3c illustrates the processes for testing a further display.
  • the contact unit 150 is raised.
  • the substrate is moved relative to the contacting unit (see arrow 314), whereby the contacting unit is positioned above another display. is nated.
  • the contact unit is then connected to the other display.
  • the displacement of the substrate relative to the test area 302 or to the optical axis of an electron beam is additionally illustrated in FIG. 3 by auxiliary line 350.
  • a test method is used for the second display to be tested in FIG. 3b, which is analogous to the method described in FIG. 3a.
  • a first area 303 of the second display 301 is initially in the test area 302 of the electron beam test device.
  • one or more test methods can be applied to the first area 303 of the second display 301.
  • both the glass substrate 140 and the contacting unit 150 are also displaced for the second display.
  • the situation shown in FIG. 3d is obtained by these two displacements.
  • the second area 304 of the second display can also be tested using the contacting unit 150.
  • both the glass substrate in the negative x direction (see 312) and the contacting unit were each essentially the same amount as described above Direction (see 310) shifted.
  • the contacting unit 150 can be carried along with the substrate 140 on the one hand.
  • carried along means in the case of contacting the contacting unit with the contact arrangement of the display 301 also establishing a mechanical contact, so that the contacting unit is also moved through the substrate during the movement 312 of the substrate.
  • the contacting unit 150 can have its own drive 152 (see FIG. 1). As a result, the contacting unit can be positioned independently and independently of the substrate. It is thus possible to track the contact unit 150 with the movement of the substrate.
  • the substrate 140 and contacting unit can be moved synchronously, for which purpose a synchronization unit 160 is used.
  • a The substrate and the contacting unit can accordingly be displaced without interrupting the electrical contact.
  • FIGS. 3a and 3b can generally be described as the following inventive aspect.
  • Test objects in the sense of the present invention can be, for example, displays, a grouping of displays, arrays of other microelectronic or micromechanical elements, and individual circuits which are tested, for example, for short circuits or missing contacts between areas of the circuit.
  • the present invention enables the testing of test objects of different sizes with the same contacting unit.
  • the contacting unit can be positioned relative to the optical axis of a test device and relative to a test object to be tested.
  • test objects 301 were described with reference to the embodiment of FIGS. 3a and 3b as a display 301.
  • a test object can also be a grouping of displays or other devices that are tested using comparable methods.
  • the present invention is particularly advantageous for test methods in which only a limited area of a test object can be tested without moving the substrate with the test objects.
  • Flat screens today have a screen size of 17 ", 19" or larger.
  • several flat screens are produced on a glass substrate.
  • the dimensions of the glass substrate in one or both directions can be about 1500 mm or more.
  • the methods or test systems according to the invention are preferably used for test areas of over 50 mm x 50 mm, particularly preferably for test areas of over 200 mm x 200 mm. This applies regardless of specific exemplary embodiments.
  • test systems and methods according to the present invention test test objects with a dimension in one or both directions of at least 200 mm, particularly preferably of at least 400 mm.
  • the present invention if it is applied to test methods and devices for substrates with a dimension in one or in both directions of at least 700 mm, particularly preferably of at least 1200 mm.
  • Realizable substrate displacements and contact unit displacements are preferably at least 50 mm, particularly preferably at least 300 mm. It is particularly preferred if the area of the substrate displacement is larger than the area of the contact unit displacement and is at least 700 mm. This applies to all embodiments which are listed by way of example to clarify the present invention.
  • the contacting unit 150 has its own drive 152 (see FIG. 1), and the contacting unit can thus be positioned independently and independently of the substrate. In this case it is possible to use the contact unit
  • the tracking can be done by synchronizing the movement of the
  • Substrate 140 and the contacting unit can be realized.
  • the substrate and the contacting unit can therefore be moved without interrupting the electrical contact. It is by driving the contact animal unit but also possible to lift the contact unit and move it detached from the substrate.
  • the present invention has the advantage that test objects 301 can be measured that are larger than the test area 302 that is specified by the test method. This is achieved by the displaceability of the contacting unit 150.
  • FIG. 4 shows a sample holder 130 with a glass substrate 140.
  • Displays 401 are to be tested by one of the methods described above. Displays 401 are also too large to lie within the test area 302 of the test device. Therefore, displays 401 must also be separated into two areas 303 a and 304 a, which are tested independently of one another. 4 accordingly shows a first area 303a and a second area 304a of a display 401. The areas correspond, for example, to one half of the display.
  • the contacting unit 150 in FIG. 4 has the same size as the contacting unit 150 in FIG. 3. Due to the different dimensions of the displays 401 compared to the displays 301, the contacting unit in FIG. 4 covers parts of a display 401. A contact unit 806, as shown in FIG. 8, cannot be adapted to the changed dimensions. For a contacting unit according to FIGS. 8a to 8c, it is therefore necessary to use different types of contacting units 806 for different types of test objects (see FIG. 8).
  • the contacting unit 150 according to the invention can be placed at different locations on the substrate.
  • covering a display that is not currently being tested in FIG. 4, upper display in the middle does not interfere with the test sequence.
  • the display type 401 also has a size that is larger than that
  • Test area 302. thus, here too, analogous to that used in relation to FIG. Descriptive steps, the contacting unit 150 are moved with the substrate 140 such that contacting the display 401 is possible during the testing of the first area 303 a and the second area 304a.
  • the contacting unit 150 does not have direct contact with the respective display to be measured on all four sides of the display 401. It is therefore advantageous for the present invention if the contact arrangement 200 or more of the contact arrangements 200, with which the contact between the contacting unit 150 and the display is established, are arranged such that contact is made even when the dimensions of the displays change , In FIG. 4, all contact arrangements 200 are arranged on the upper side of the respective display 401. In this case, the contacting of the contacting unit 150 is therefore independent of the dimensions of the display.
  • the present invention can be used to test different types of displays without changing or exchanging the contacting unit 150.
  • the embodiment shown in FIG. 5 shows a substrate holder 130 with a glass substrate 140.
  • the contacting unit in FIG. 5 contains a first part 150a and a second part 150b.
  • the exemplary embodiment of the contacting unit 150 in FIG. 5 has the same inventive properties as the contacting unit in FIG. 3. This means that the contacting unit in FIG. 5 can also be positioned relative to the optical axis of a test device and independently of the position of the glass substrate.
  • the contacting unit 150 in FIG. 5 offers additional improved flexibility in that the size of the contacting unit 150 can be varied.
  • a change in the size of the contacting unit 150 in FIG. 5 is realized by a displacement of the two parts 150 a and 150 b, which is indicated by arrow 504.
  • 5 also shows a first display type 301a and a second display type 301b.
  • the two display types differ in their dimensions.
  • the arrow 502 symbolizes the size difference between the displays 301a and 301b.
  • the arrow 504 describes a change in size of the contacting unit 150. This change in size can be adapted to the difference in size of the two display types 301a and 301b.
  • the contacting unit can be adapted to the changed display size or display shape.
  • a change in size 502 of the display is compensated for by a displacement 504 of the parts 150a and 150b of the contacting unit.
  • an additional positioning unit is provided for the two parts 150a and 150b relative to one another.
  • a positioning unit can be provided separately for both parts 150a and 150b of the contacting unit 150.
  • Frame or parts of a rectangular frame are formed. This is preferred in the present invention, since it offers the advantage of making contact with the display from all four sides.
  • the present invention is not intended to be so limited.
  • the basic idea of the invention can also be realized with a bar-shaped, several bar-shaped or other contacting units.
  • a contact bar on the upper side is sufficient for the contact arrangement 200 in FIG. side or another side of the displays.
  • a contacting unit in the form of an angle is sufficient for additional contacting on a further side surface of a display.
  • the contacting unit If there are several parts of the contacting unit, it is preferred - as already mentioned with reference to FIG. 5 - if there are several drives for positioning the parts of the contacting unit.
  • the additional drives can either be used for positioning the individual parts relative to the optical axis of the test device or for positioning relative to one another.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a contacting unit 150.
  • the first test object is divided into 12 areas I to XII. Each of these areas is the same size as the test area 302 of the test device. This agreement of the sizes of test area 302 and areas I to XII is exemplary and not restrictive for the present inventive idea.
  • the dimensions of the substrate holder are designated 602 in the x direction and 604 in the y direction.
  • Arrow 610 symbolizes the displacement range of the substrate in the x direction.
  • Arrow 614 symbolizes the displacement range of the substrate 140 in the y direction.
  • the arrow 612 shown displacement is an addition of the displacements gene 610 and 614.
  • a displacement of the contacting unit 150 relative to the substrate holder 130 is indicated by arrow 606.
  • the individual areas of a test object are numbered with Roman numerals.
  • the contacting unit includes a plurality of displays 301.
  • the test object consists, for example, of six displays or from areas I to XII.
  • the six displays within the test object are electrically linked. As a result, signals can be sent to all displays via the contacting unit or received by all displays.
  • the test area 302 of the electron beam measuring system only extends over a small part of the test object.
  • the substrate lies on the substrate holder 130.
  • the substrate holder has the dimensions 602 in the x direction and 604 in the y direction.
  • the substrate holder 130 has a displacement area in the x direction according to arrow 610. This ensures a sufficient displacement range in order to push region VI into the test region 302 of a test device.
  • a displacement range in the y direction according to arrow 614 ensures the measurement of the range IXX.
  • the shift 612 can also be used to test the area XXIV of a display which is furthest from the test area 302 in FIG. 6.
  • test method is based on the principle described with reference to FIGS. 3a to 3d.
  • area I of the test object is checked.
  • both the glass substrate 140 and the contacting unit 150 are moved, for example in the x direction.
  • the amount of the shift is chosen so that area II can be checked.
  • area II will be examined.
  • the contact unit 150 and the glass substrate 140 are then again moved synchronously. This procedure is repeated until all areas II to XII have been tested.
  • the contacting unit and the substrate are then displaced relative to one another (see 606), so that the next test object (areas XIII to XXrV) can be contacted by the contacting unit 150. All areas are also tested in the area of this test object. With a different Exercise of the respective areas to the test area 302, the contacting unit 150 is shifted substantially parallel.
  • test device i.e. the beam source, beam shaping, beam deflection and signal detection, not to be shifted. This can, for example, reduce misalignment due to vibrations.
  • FIG. 10 shows a beam source in the form of a lamp 910 with beam shaping optics 911.
  • the parallel light beam is directed towards the surface of the substrate 140 via a beam splitter 912.
  • Test objects for example in the form of displays, are arranged on the substrate.
  • the beam is reflected within the measuring head 914.
  • there is a modulator in the measuring head 914 which is capacitively coupled to the display to be tested. The modulator changes its local transmission properties depending on the capacitive coupling to the individual pixel elements of the display.
  • the light beam that propagates along the optical axis 102 is influenced by the changed transmission properties.
  • the local changes in the light beam that can be assigned to a single pixel element are measured by the light beam reflected at the measuring head 914 passing through the beam at an expensive rate and being imaged by the optical system 917 onto a detection camera 916.
  • the optical axis 102 can be moved relatively without complications relative to the substrate 140, a further aspect of the present invention results. This is described below with reference to the embodiment according to Figures 11 a to 1 ld. It is an analog inventive method for contacting and testing displays.
  • the holder 130 has been moved with the substrate 140. Since the holder has a large area compared to other components know, in order to move the holder, a large area of the entire test system must be made available. It is therefore space-saving if, instead of the holder with the substrate, the optical axis of the test device and thus the measuring area 302 are shifted. For very sensitive measuring devices, such as electron beam measuring devices, this is only possible to a limited extent. For this reason, this aspect of the present invention is described using an embodiment with a light-optical measuring system analogous to FIG. 10.
  • FIG. 11a shows the sample holder 130 with the glass substrate 140.
  • the sample holder is virtually immobile during the test process.
  • FIG. 11 a shows a constellation in which a first area 303 of a display 301 is first tested.
  • a test device or its optical axis 102 is positioned so that the test area 302 marked in gray covers at least the first area 303 of the first display to be tested.
  • the entire test area can be tested with a quasi-parallel photon beam.
  • a measuring device directly above the display to be tested contains an optical modulator that reacts to the pixel properties of the display via a capacitive coupling. The optical modulator changes the transmission properties for the parallel photon beam. Imaging the photon beam on a camera accordingly leads to an evaluable measurement result.
  • the contacting unit 150 is also positioned.
  • the contact unit serves, among other things, for the capacitive coupling between the pixel elements of the display to be tested and the optical modulator of the measuring head 914 of the test device (see FIG. 10).
  • the display can, for. B. are supplied with signals, whereby a test of the first area of the first display 301 to be tested can be carried out.
  • the test of the second area 304 of the first display 301 to be tested is carried out with a relative positioning of the components, as is shown in FIG. 11b.
  • the optical axis of the test device was device and thus the test area 302, as shown by arrow 902 in FIG. 11 a.
  • the contacting unit 150 is shifted, as indicated by arrow 904. Furthermore, the optical axis of the test device is shifted according to arrow 906. As a result, the components are positioned relative to one another, which is shown in FIG. 11c. According to FIG. 11c, a first area 303 of a further display to be tested lies within the test area of the test device. After testing this area, the optical axis 102 of the test device is shifted according to arrow 902a. Since all displays 301 are identical in the context of the present embodiment, the amount and the direction of the displacement 902a correspond to the displacement 902 (see FIG. 11a).
  • the second area 304 of the further display to be tested is located in the test area 302 (marked gray) of the test device. This second area of the further display can now be tested.
  • All displays or all areas of all displays can be tested along the axis of the test device relative to the holder 130 or the glass substrate 140.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Substrats (140) und Kontaktieren eines Testobjektes (301) zum Testen mit einer Testvorrichtung mit einer optischen Achse (102) und entsprechende Vorrichtungen. Dabei wird das Substrat auf einen Halter (130) aufgebracht. Das Substrat wird relativ zur optischen Achse positioniert. Eine Kontaktiereinheit (150) wird ebenfalls relativ zur optischen Achse positioniert, wobei die Kontaktiereinheit unabhängig vom Positioniervorgang des Substrats positioniert wird. Dadurch kann eine flexible Kontaktierung von Testobjekten auf dem Substrat gewährleistet werden.

Description

VORRICHTUNG UND METHODE ZUR KONTAKTIERUNG VON TESTOBJEKTEN
Die Erfindung bezieht sich auf das Testen von großen Flächen. Dabei werden als Testmethode insbesondere Tests mit einem Korpuskularstrahl eingesetzt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Kontak- tierung von Testobjekten. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Positionieren und Kontaktieren eines Substrats, auf ein Verfahren zum Testen eines Substrats, auf eine Vorrichtung zum Kontaktieren für den Test von mindestens einem Testobjekt und auf ein Test- System.
Mit steigender Nachfrage für Bildschirmelemente ohne Bildröhre wachsen die Anforderungen für Flüssigkristallanzeigen (LCD) und andere Anzeigeele- mente, bei denen Schaltelemente wie zum Beispiel Dünnfilmtransistoren (TFT) verwendet werden. Bei diesen Anzeigeelementen sind die Bildpunkte, die sogenannten Pixel, matrixförmig angeordnet.
Aber auch in anderen Bereichen muss eine zunehmende Zahl von Elementen getestet werden. Hierbei kann es sich zum Beispiel um mikroelektro- nische und/oder mikromechanische Elemente handeln. Hierzu zählen beispielweise Dünnschichttransistoren, Verbindungsnetzwerke eines Chips, Transistoren, Elektronenemitter eines Emitterarrays, Elektroden für Bildpixel eines Displays, mikromechanische Spiegel eines Arrays und andere Elemente, die sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass es sich um eine Vielzahl von Elementen handelt (100.000 bis mehrerer 1.000.000), wobei jedes Element für sich elektrisch ansteuerbar ist.
Um zum Beispiel eine gute Bildqualität von Anzeigeelementen zu erhalten, dürfen nur sehr wenige der mehrere Millionen Pixel defekt sein. Zur Gewährleistung einer kostengünstigen Produktion ist es daher vor allem für die immer größer werdenden Anzeigeelemente wichtig, leistungsfähige Online- Testverfahren zur Verfügung zustellen. Ein solches Testverfahren ist beispiel- weise in der Druckschrift EP 0 523 594 offenbart. Bei diesem Testverfahren werden die einzelnen Bildpunkte mit einem Korpuskularstrahl getestet. Der Korpuskularstrahl kann entweder dazu verwendet werden, die über eine Zuleitung aufgebrachte Ladung zu detektieren und/oder Ladung auf eine Pixel- Elektrode aufzubringen.
Bei solchen Testverfahren werden Kontaktiereinheiten verwendet, die zum einen einen Signalaustausch zu externen Geräten zulassen und zum anderen eine Abtastung durch einen Elektronenstrahl erlauben. Dabei existieren gemäß dem Stand der Technik verschiedene Lösungen.
Werden Displays getestet, so kann um die Fläche eines Displays ein
Rahmen angeordnet werden, der elektrische Kontakte zu dem Display herstellt. Auf einem Substrat sind in der Regel mehrere Displays angeordnet. Da durch den beschränkten Messbereich eines Elektronenstrahlsystems jeweils nur ein Display getestet werden kann, wird für den Test eines weiteren Displays der Kontaktrahmen angehoben, das Substrat verschoben und der Kontaktrahmen auf das nächste Display aufgesetzt. Mit einer solchen Anordnung können jedoch nur Displays getestet werden, deren ganze Fläche durch Scannen des Korpuskularstrahls abgedeckt werden kann.
Darüber hinaus gibt es Kontaktrahmen, die alle Displays auf einem Glas- Substrat gleichzeitig kontaktieren. Ein solcher Kontaktrahmen wird mit dem Substrat verschoben, wenn andere Displays getestet werden sollen.
Ein Nachteil solcher Kontaktrahmen für das gesamte Substrat ist, dass bei wechselnden Displaygrößen der gesamte Kontaktrahmen ausgetauscht werden muss. Aus diesem Grund muss das System bei wechselnden Chargen belüftet werden, was die Produktivität verringern. Darüber hinaus müssen die Kontaktrahmen für unterschiedliche Displaytypen und Displaygrößen gelagert werden, um bei Bedarf eingesetzt werden zu können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise zu mindern. Insbesondere soll die Möglichkeit bestehen bei einem Test unterschiedliche Testobjekte mit unterschiedlichen Abmessungen von Testobjekten mit einer Vorrichtung zu testen. Dabei sind Testobjekte im Sinn der vorliegenden Erfindung zum Beispiel Displays, eine Gruppierung von Displays, Arrays anderer mikroelektronischer oder mikromechanischer Elemente, sowie einzelne Schaltungen, die zum Beispiel auf Kurzschlüsse oder fehlende Kontakte zwischen Bereichen der Schal- tung getestet werden.
Die obenstehenden Probleme des Standes der Technik werden zumindest teilweise gelöst durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach den Ansprüchen 17, 19, 21, 35, 40 und 42 sowie den erfindungsgemäßen Verfahren nach den Ansprüchen 1, 6 und 36.
Bevorzugte Ausführungen und besondere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß einem Aspekt wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Positionieren einer Kontaktiereinheit beim Testen mit einer Testvorrichtung, die eine optische Achse besitzt. Dazu wird ein Substrat auf dem mehrere Testobjekte existieren auf einem Probentisch d.h. einem Substrathalter positioniert. Das Substrat wird relativ zur optischen Achse derart verschoben, dass ein Bereich des Testobjekts im Messbereich der Testvorrichtung liegt. Eine Kontaktiereinheit für die Kontaktierung des Testobjektes wird positioniert, wobei die Positionierung der Kontaktiereinheit zumindest teilweise nicht an die Positionierung des Substrates gekoppelt ist. Die Positionierung der Kontaktiereinheit ist geeignet, die Kontaktiereinheit mit einer Kontaktanordnung oder mehreren Kontaktanordnungen des Testobjekts in Verbindung zu bringen.
Die Aufgabe wird ferner gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zum Testen eines Substrats mit mehreren Testobjekten mittels einer Testvorrichtung gelöst. Das Substrat wird auf den Probentisch gelegt. Es wird eine Kontaktanordnung eines ersten Testobjektes der Testobjekte auf dem Substrat mit einer Kontaktiereinheit kontaktiert. Der Halter und damit das Substrat werden positioniert, damit ein erster Bereich des ersten Testobjekts im Test-Bereich der Testvorrichtung gemessen werden kann. Dieser erste Bereich des ersten Testobjekts wird daraufhin getestet. Der Halter und damit das Substrat werden neu positioniert, um mindestens einen weiteren Bereich des ersten Testobjekts im Test-Bereich der Testvorrichtung zu testen. Die Kontaktiereinheit wird ebenfalls so positioniert, dass sich die Position relativ zum Substrat im wesentlichen nicht geändert hat. Der mindestens eine weitere Bereich des ersten Testobjekts wird getestet. Das Substrat wird wiederum neu positioniert, damit ein Bereich eines zweiten Testobjekts getestet werden kann. Zum Test des Bereichs des zweiten Testobjekts wird die Kontaktiereinheit relativ zum Substrat verschoben.
Durch die oben beschriebenen Aspekte der vorliegenden Erfindung wird eine Kontaktierung unterschiedlich gestalteter Testobjekte ermöglicht, ohne dass ein Austausch der Kontaktiereinheit notwendig ist. Darüber hinaus ist es möglich, Testobjekte mit der Testvorrichtung zu prüfen, deren Größe den Test- Bereich der Testvorrichtung überschreitet. Als Testvorrichtung werden in diesem Zusammenhang die Komponenten zur Erzeugung des Messsignals verstanden. Diese sind: eine Quelle für die Erzeugung eines primären Korpuskularstrahls, Strahlformungs- und Strahlablenkungskomponenten zur Lenkung des Strahls auf eine Fläche, die zur Gewinnung des Messsignals genutzt wird, Komponenten zur Lenkung und/oder Abbildung eines Messsignals auf eine Detektoreinheit und die Detektoreinheit.
Unabhängig davon, dass im Vergleich zum Stand der Technik der Austausch der Kontaktiereinheit vermieden werden soll, kann jedoch ein gelegent- licher Austausch für Wartungszwecke ö.ä. nützlich sein. Die Kontaktiereinheit ist typischerweise eine austauschbare Einheit.
Im Rahmen der oben genannten Aspekte ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Positionierung der Kontaktiereinheit über einen der Kontaktiereinheit zugeordneten Antrieb erfolgt. Dadurch kann die Kontaktiereinheit schnell und flexibel von einer Position zur nächsten Position bewegt werden. Dies erhöht die Testgeschwindigkeit für das gesamte Substrat und somit den Durchsatz des Testsystems.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt durch eine Vorrichtung zum Kontaktieren gelöst, die für ein Testsystem ver- wendet wird. Diese enthält einen Probentisch mit einer Positioniereinheit. Die Positioniereinheit hat in beide Richtungen senkrecht zur optischen Achse der Testvorrichtung einen Verschiebebereich. Eine Kontaktiereinheit hat ebenfalls in beide Richtungen senkrecht zur optischen Achse der Testvorrichtung einen Verschiebebereich. Dabei ist zumindest ein Verschiebereich der Kontaktiereinheit kleiner als der entsprechende Verschiebebereich des Probentisches.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kontaktieren offenbart. Diese besteht aus einem Halter für ein Substrat und einer zuge- ordneten Verschiebeeinheit. Darüber hinaus existiert eine ebenfalls verschiebbare Kontaktiereinheit, die zumindest in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse eines Korpuskularstrahl-Testers eine kleinere Ausdehnung hat als die Ausdehnung des Halters in dieser Richtung.
Ein prinzipieller Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kontak- tieren. Diese besteht aus einem Halter für ein Substrat und einer zugeordneten Verschiebeeinheit. Darüber hinaus existiert eine ebenfalls verschiebbare Kontaktiereinheit die zumindest in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse eines Korpuskularstrahl-Testers maximal die halbe Ausdehnung des Halters in dieser Richtung hat.
Dabei kann der Halter ein Substrattisch oder eine Anordnung von Rollen sein, auf dem das Substrat gelagert ist. Der Halter ist die Substrathalteeinheit. D.h. das Substrat liegt auf dem Halter, bzw. der Halter unterstützt das Substrat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kontaktieren offenbart. Diese besteht aus einem Halter für ein Substrat und einer zugeordneten Verschiebeeinheit. Darüber hinaus existiert eine ebenfalls verschiebbare Kontaktiereinheit die zumindest in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse eines Korpuskularstrahl-Testers kleiner ist als das Substrat oder maximal die halbe Ausdehnung des Substrats in dieser Richtung hat.
Vorrichtungen, die durch die vorliegende Erfindung verbessert werden können, haben oftmals einen Halter, der größer ist als das Substrat. In dem Falle, dass das Substrat größer als der Halter sein sollte, beziehen sich die oben genannten relativen Größenangaben zwischen Kontaktiereinheit und Halter, zumindest auf das zu prüfende Substrat. Das heißt die relativen Größenangaben sind für die Kontaktiereinheit relativ zum Substrat gegeben. Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Kontaktiereinheit in beiden Richtungen senkrecht zur optischen Achse eines Korpuskularstrahl-Testers maximal die halbe Ausdehnung des Halters in diesen Richtungen hat.
Die vorliegende Erfindung kann auch folgendermaßen formuliert wer- den. Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum Kontaktieren innerhalb eines Testsystems. Das Testsystem enthält einen Halter, der relativ zur optischen Achse einer Testvorrichtung verschiebbar ist, und eine Kontaktiereinheit, die ebenfalls relativ zur optischen Achse verschiebbar ist. Die Kontaktiereinheit ist während des Testens des Substrats zusätzlich gegenüber dem Substrat verschiebbar.
Im Bezug auf diesen Aspekt ist es zu bevorzugen, wenn die Kontaktiereinheit während des Testens der Testobjekte eines Substrats mindestens 10 cm, besonders bevorzugt mindestens 25 cm verschiebbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt durch ein Testsystem gelöst. Dieses Testsystem besteht aus einer Korpuskularstrahlsäule, einer Testkammer und einer Vorrichtung zum Kontaktieren von mindestens einem Testobjekt auf einem Substrat gemäß einem der oben genannten Aspekte.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Test-Kammer evakuierbar ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Korpuskularstrahlsäule eine Elektronenstrahlsäule ist, wobei insbesondere ein Emitter, Ablenkungseinheiten und Strahlformungsoptiken innerhalb der Säule enthalten sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Korpuskularstrahl auch durch Photonen gebildet werden, d.h. es wird ein lichtoptischer Test der Ele- mente der Testobjekte auf dem Substrat durchgeführt.
Ferner ist es möglich, um den für eine Verschiebung des Glassubstrats benötigten Raum einzusparen, nicht das Glassubstrat und eine Kontaktiereinheit relativ zur optischen Achse einer Testvorrichtung zu bewegen, sondern das Glassubstrat ruhen zu lassen. In einem solchen Fall wird zum einen die opti- sehe Achse der Testvorrichtung relativ zum Glassubstrat bewegt. Zum anderen wird darüber hinaus die Kontaktiereinheit relativ zum Glassubstrat bewegt und die Kontaktiereinheit und die optische Achse der Testvorrichtung relativ zueinander bewegt.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf Vorrichtungen, mit Merkmalen, die notwendig sind um die beschriebenen Verfahren durchzuführen. Darüber hin- aus bezieht sich die Erfindung auf Methoden, die durch die Verwendung der beschriebenen Vorrichtungen charakterisiert werden.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, und werden im folgenden exemplarisch näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Testsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung von zwei Ausführungsformen einer für die vorliegende Erfindung bevorzugten Kontaktanordnung auf einem Testobjekt; Fig. 3a und 3d zeigen eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein Substrat mit mehreren Testobjekten auf einem Halter und die Verwendung der Kontaktiereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Verwendung der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile; Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufsicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufsicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips;
Figs. 8a bis 8c zeigen schematische Darstellungen von Abwandlungen einer weiteren Ausfuhrungsform eines der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips;
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Anordnung zur Erläuterung der Begrifflichkeiten;
Fig. 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines weiteren Testsystems; und
Fig. 11a und l ld zeigen eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein Substrat mit mehreren Testobjekten auf einem Halter und die Ver- Wendung der Kontaktiereinheit gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung kann mit einer Vielzahl von Testverfahren verwendet werden. Aus Gründen der Einfachheit wird die vorliegende Erfindung im folgenden zunächst durch das Testen von Bildschirmen mit einem Elektronenstrahl beschrieben.
Hierzu sollen anhand von Figur 9 zunächst die verwendeten Begriffe erläutert werden. Figur 9 zeigt eine Aufsicht auf ein Glassubstrat 140 auf einem Probenhalter 130. Auf dem Substrat werden die sechs Displays 301 hergestellt. Dabei sind die Displays beispielhaft in regelmäßigen Abständen auf dem Glassubstrat verteilt. Das Glassubstrat befindet sich in einer Testkammer (siehe Fig. 1). Das bedeutet, oberhalb des in Figur 9 dargestellten Glassubstrats befindet sich während einer Prüfung der Displays die Elektronenstrahlsäule. Zur Verdeutlichung wurde in Figur 9 die optische Achse 102 des Elektronenstrahls eingezeichnet.
Zum Testen eines Displays wird der Elektronenstrahl mittels Deflektoren über das Glassubstrat gescannt. Dabei wird ein Bereich 302 durch den Elektronenstrahl erfasst. Dieser Bereich wird im folgenden als Test-Bereich 302 bezeichnet und ist grau gekennzeichnet. Dabei ist der Test-Bereich 302 der Bereich, der maximal oder in sinnvoller Weise durch den Elektronenstrahl getestet werden kann. Das bedeutet, in einem Bereich der Probe außerhalb des Test-Bereichs 302 können keine Messergebnisse durch das Test- Verfahren gewonnen werden. Der Test-Bereich ist demzufolge unabhängig von dem zu prüfenden Substrat. Er ist vielmehr eine Eigenschaft der Testvorrichtung, also des Elektronenstrahl-Testgerätes.
Bild 9 zeigt ein Display 301, das größer ist als der Test-Bereich 302 der Testvorrichtung. Ein Display kann daher nicht durch die Testvorrichtung getestet werden, ohne das Glassubstrat 140 mit den Displays relativ zur optischen Achse 102 zu verschieben. Aus diesem Grund müssen die Displays in Figur 9 in mehrere Bereiche unterteilt werden, die nacheinander getestet werden. Diese Bereiche sind der erste Bereich 303 und der zweite Bereich 304. Im Rahmen eines Tests eines ersten Displays (links oben) wird folglich das Glassub- strat verschoben, damit zunächst der erste Bereich 303 innerhalb des Test- Bereichs 302 der Testvorrichtung positioniert ist. Anschließend wird das Glassubstrat im Verhältnis zur optischen Achse 102 wiederum verschoben, um den zweiten Bereich 304 innerhalb des Test-Bereichs der Testvorrichtung 304 zu positionieren. Eine Verschiebung relativ zur optischen Achse 102 ist dabei gleichbedeutend mit einer Verschiebung relativ zum Test-Bereich 302.
In der Regel müssen die Displays für Testverfahren elektronisch kontaktiert werden, um die Funktionalität der Displays zu testen. Hierzu wird auf das Glassubstrat eine Kontaktiereinheit 150 aufgesetzt. Diese stellt elektrische Kontakte zu den Displays her. Dadurch können die Displays elektrisch mit externen für den Test notwendigen Geräten verbunden werden.
In Bezug auf Fig. 7 und die Figuren 8 a bis 8c sollen zunächst die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken beschrieben werden.
Die Anordnung 700 in Fig. 7 zeigt eine Aufsicht eines Glassubstrats 140. Auf dem Glassubstrat befinden mehrere zu testende Displays 708 bzw. zu testende Schaltungen für Displays 708. Die Anordnung 700 wird zum Testen in ein Testsystem eingebracht. In der Testvorrichtung werden die Displays 708 mit einem Elektronenstrahl geprüft. Dabei wird der Elektronenstrahl über einen Substratbereich gescannt. Dabei können Messergebnisse nur innerhalb des Test-Bereichs 704 der Testvorrichtung gewonnen werden.
Das gesamte Glassubstrat ist zu groß, um ohne Verschiebung durch einen Elektronenstrahl getestet zu werden. Um eine Messung eines Bereiches eines Displays, der innerhalb des Test-Bereichs liegt, durchzuführen wird das Display 708 über die Kontaktanordnung 702 mit einer Kontaktiereinheit 706 kon- taktiert. Dadurch können sowohl Messsignale als auch extern angelegte Testsignale zwischen dem zu testenden Display und einer Messelektronik übertragen werden.
In Fig. 7 haben die Displays eine Abmessung, die kleiner oder gleich dem Test-Bereich 704 ist. Das Glassubstrat wird zunächst so positioniert, dass ein erstes Display innerhalb des Bereiches 704 der Testvorrichtung angeordnet ist, der für die Messung mit dem Elektronenstrahl genutzt werden kann. Bei der Anordnung 700 wird eine Kontaktiereinheit 706 auf das Glassubstrat auf- gesetzt. Dabei werden Kontaktstifte der Kontaktiereinheit mit dafür vorgesehenen Kontaktanordnung 702 verbunden, die auf dem Glassubstrat zur Kon- taktierung jedes Displays 708 vorhanden sind. Über diese Kontakte können dem Display externe Signale zugeführt werden. Falls es für das Messverfahren notwendig ist, können auch Signale des Displays über diese Kontakte gemessen werden.
Zum Testen aller Displays auf dem Glassubstrat 140 wird zunächst ein erstes Display kontaktiert. Anschließend wird dieses Display mit dem Elektronenstrahl-Testverfahren geprüft. Dann wird die Kontaktiereinheit 706 angeho- ben und das Glassubstrat 140 verschoben. Hierdurch wird ein weiteres Display im Testbereich der Testvoπichtung positioniert. Die Kontaktiereinheit 706 wird mit dem weiteren Display verbunden, um dieses Display zu prüfen. Auf diese Weise werden alle Displays auf dem Substrat geprüft. Bei dieser Aus- führungsform können jedoch nur Displays geprüft werden, deren Abmessun- gen innerhalb des Bereiches liegen, der durch den Elektronenstrahl geprüft werden kann.
Die Figuren 8a bis 8c zeigen eine weitere Anordnung 800 bzw. 800b. Bei den Anordnungen 800 und 800b werden alle Displays 808 auf dem Glassubstrat 140 mit einer Kontaktiereinheit 806 bzw. 806b kontaktiert. Wird wäh- rend des Testen unterschiedlicher Bereiche auf dem Glassubstrat 140 das Glassubstrat verschoben, so wird die Kontaktiereinheit, der auf dem Glassubstrat aufliegt, mitgeführt.
Fig. 8a zeigt ein Glassubstrat 140. Eine Kontaktiereinheit 806 kontaktiert zur Durchführung eines Tests alle Displays 808. Damit alle Displays 808 mit Signalen versorgt werden können bzw. von allen Displays Signale empfangen werden können, besitzt die Kontaktiereinheit 806 einen Verbindungssteg 810.
Die Anordnung 800b in Fig. 8b ist ähnlich zu Anordnung 800. Die Kontaktiereinheit 806b besitzt lediglich einen gitterähnlichen Verbindungssteg 810b.
Fig. 8c zeigt erneut die Anordnung 800. Im Gegensatz zu Fig. 8a haben hier die Displays 808b andere Abmessungen. Wie man bei einem Vergleich von Fig. 8a und Fig. 8c feststellt, verdeckt der Steg 810 einen Teil des zu prüfenden Displays 808b, was einen sinnvollen Test verhindert. Daher muss zur Prüfung der Displays 808b eine andere Form für die Kontaktiereinheit gewählt werden. Um dies in der Praxis zu realisieren, wird die Testvorrichtung belüftet, die Kontaktiereinheit 806 bzw. 806b entfernt, eine für die neuen Displays 808b passende Kontaktiereinheit in das System eingeführt und das System neu evakuiert.
Da das Belüften und die Evakuierung im Rahmen der laufenden Produktion mit großen Nachteilen verbunden ist, ist es wünschenswert solche Proble- me durch die vorliegenden Erfindung zu verringern.
Im Folgenden werden Ausfuhrungsformen und bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren 1 bis 6 beispielhaft erläutert.
Figur 1 zeigt ein Testsystem 100. Das Testsystem prüft mittels eines Korpuskularstrahls Testobjekte, beispielsweise Displays, die auf einem Glassub- ' strat 140 oder einem anderen Substrat aufgebracht sind. Das Testsystem beinhaltet zum einen eine Testvorrichtung zum Beispiel in Form der Säule 104. Innerhalb der Säule wird der Korpuskularstrahl, im Emitter 10 erzeugt.
Unter Korpuskularstrahl wird im Rahmen dieser Erfindung ein Strahl geladener Teilchen (Partikelstrahl), wie zum Beispiel ein Elektronen oder Ionen- strahl, oder ein Laserstrahl verstanden. Das bedeutet, es wird unter dem Begriff Korpuskularstrahl sowohl ein Laserstrahl, bei dem die Korpuskel Photonen sind, als auch ein Partikelstrahl, bei dem die Korpuskel Ionen, Atome, Elektronen oder andere Partikel sind, verstanden. Beispielhaft, wird im Folgenden auf einen Elektronenstrahl Bezug genommen.
Darüber hinaus zeigt Fig. 1 Aperturen 12, Deflektoren 14 und Linse 16.
Diese dienen unter anderem zur Abbildung des Elektronenstrahls entlang der optischen Achse 102. In der Testkammer 108 befinden sich die Verschiebeinheiten 132 und 134. Durch die Verschiebeinheiten kann der Probentisch 130 in x-Richtung und in y-Richtung verschoben werden. In Figur 1 ist dies durch zwei zueinander verschiebbare Verschiebeeinheiten realisiert. Die beiden Verschiebeeinheiten sind übereinander angeordnet. Daher wird bei einer Verschiebung durch Verschiebeeinheit 134 in x-Richtung sowohl die Verschiebe- einheit 132 als auch der Halter mit dem Substrat in x-Richtung verschoben. Unabhängig davon wird die Verschiebeeinheit 132 für eine Verschiebung des Probentisches 130 mit dem Glassubstrat 140 in y-Richtung angesteuert. Dadurch kann der Probentisch mit dem Substrat in der x-y-Ebene bewegt werden.
Die Testkammer kann über den Vakuumflansch 112 evakuiert werden.
Halter bzw. Probentisch 130 werden durch die Verschiebeinheiten bewegt. Auf dem Halter befindet sich während einer Messung das Glassubstrat 140. Innerhalb der Testkammer 108 befindet sich ferner die Kontaktiereinheit 150 mit einem Antrieb 152. Während einer Messung wird ein Display auf dem Substrat mit der Kontaktiereinheit kontaktiert, um so eine elektrische Kontak- tierung des Displays mit dem Testsystem herzustellen.
Der Antrieb 152 dient dazu die Kontaktiereinheit relativ zur optischen Achse 102 der Testvorrichtung und relativ zum Probentisch 130 eigenständig zu bewegen. Eine Signalverbindung der Kontaktiereinheit 150 findet über die Kontaktverbindung 154 statt. Fig. 1 zeigt darüber hinaus die Kontroll- und Steuereinheiten 135, 153, 160, 162 und 164, die im Rahmen der Verwendung des Testsystems 100 näher erläutert werden.
Bezugnehmend auf Fig.1 wird im Folgenden die Funktion des Testsystems beschrieben. Der im Emitter 10 erzeugte Elektronenstrahl wird über Elemente wie Aperturen 12, Deflektoren 14 zur Strahlpositionierung und zum Scannen, sowie Linsen 16 in die Testkammer 108 geleitet. Der Strahl wird durch die optischen Elemente zusätzlich geformt.
Für die Testverfahren wird der Elektronenstrahl auf ein Element eines Displays auf dem Substrat gerichtet. Dabei kann zum einen eine Aufladung von Bereichen des zu testenden Elements erzielt werden. Darüber hinaus können aber auch emittierte Sekundärelektronen mit einem Detektor (nicht dargestellt) gemessen werden. Durch die Messung der Sekundärelektronen können Potentialverteilungen auf dem Displays gemessen sowie durch andere Detekti- onsmethoden auch Topologien oder Materialzusammensetzungen bestimmt werden.
Eine Evakuierung der Säule 104 kann über den Vakuumflansch 106 erfolgen. Zusätzliche Anschlüsse (nicht dargestellt) dienen zur Verbindung mit externen Steuergeräten. Diese Steuergeräte können Computer, Kontrolleinheiten und zentrale Steuersysteme mit einem User-Interface sein.
Innerhalb der Testkammer 108 befindet sich eine Verschiebeeinheit (132 + 134). Diese ist zum Beispiel in Form von zwei linearen Verschiebeeinheiten ausgebildet. Dabei findet eine Verschiebung in x-Richtung mit der Verschiebeeinheit 134 und eine Verschiebung in y-Richtung mit der Verschiebeeinheit 132 statt. Die Verschiebeeinheiten sind mit der Kontrolleinheit 135 verbunden. Die Kontrolleinheit steuert die Positionierung des Halters 130 (Probentisch) in der x-y-Ebene.
Mit der Verschiebeeinheit (132+134) wird der Halter 130, d.h. der Probentisch, für die Halterung des Substrates 140 relativ zur optischen Achse 102 der Elektronenstrahlsäule 104 bewegt.
Im Rahmen des Tests von Displays auf dem Substrat müssen die Displays entweder mit externen Signalen versorgt werden, oder Signale, die inner- halb der Displays erzeugt werden, müssen gemessen und einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Dazu werden die Displays elektrisch kontaktiert. Hierzu dient die Kontaktiereinheit 150. Die Kontaktiereinheit stellt über Kontakt-Pins eine elektrische Verbindung zu Kontaktanordnungen 200 (siehe Figur 2) her. Die Kontaktanordnung 200 kann entweder für die Kontaktierung eines Dis- plays oder für die Kontaktierung mehrerer Displays dienen.
Fig. 2 zeigt zwei Beispiele für eine Kontaktanordnung 200. Die Kontaktanordnungen besitzen einzelne Kontaktpads 212. Diese sind auf einem Bereich 210 angeordnet. Die Abstände der Kontaktpads sind in Fig. 2 mit 220 und 222 bezeichnet.
Die Kontaktanordnung 200 oder mehrere der Kontaktanordnungen 200 werden mit den Displays auf das Substrat aufgebracht. Die Steuerleitungen oder Messleitungen der Displays werden hierbei über Zuleitungen mit den Pads 212 der Kontaktanordnung verbunden. Die Pads haben einen normierten Abstand in x-Richtung 220 und einen normierten Abstand in y-Richtung 222. Hierdurch wird eine automatische Kontaktierung ermöglicht. Die beiden exemplarisch dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich bezüglich der Zahl und der Anordnung der Kontakt-Pads. Zur Kontaktierung der Kontak- tiereinheit mit einem Display werden Kontakt-Pins der Kontaktiereinheit auf die Kontakt-Pads der Kontaktanordnung 200 geführt. Die einzelnen Kontaktpins für eine normierte Kontaktanordnung haben dabei bevorzugt einen festen Abstand zueinander.
Die Kontakt-Pins der Kontaktiereinheit werden für eine Kontaktierung der Kontakt-Pads der Kontaktanordnung relativ zueinander nicht bewegt. Dies trifft auf im wesentlichen alle Kontakt-Pins relativ zueinander zu. Im wesentlichen alle ist hier als mindestens 90 % der Kontakt-Pins, bevorzugt als 100 % der Kontakt-Pins zu verstehen.
Unabhängig von exemplarischen Ausführungsformen ist es für die vorliegende Erfindung von Vorteil, wenn die Kontaktierflächen 200 eine Anordnung aufweisen, welche für unterschiedliche Typen von Displays identisch ist. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist man in der Lage eine Vielzahl unterschiedlicher Displays mit einer Kontaktiereinheit zu testen. Hierzu ist es je- doch bevorzugt, wenn die Kontaktanordnung genormt ist, um die Notwendigkeit einer Anpassung an die geometrische Anordnung der Pads 212 zu verringern oder zu vermeiden. Somit können die Kontakt-Pins der Kontaktiereinheit ebenfalls eine feste geometrische Anordnung zueinander aufweisen, ohne das eine Einschränkung bezüglich der Flexibilität des Testsystems vorläge.
Zur Kontaktierung der Kontaktiereinheit 150 (siehe Fig. 1) mit der Kontaktanordnung, wird die Kontaktiereinheit von oben auf das Display bzw. das Substrat bewegt. Um eine Justage einer Kontaktiereinheit bezüglich der Kon- tak-Pads 212 zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn die Kontaktiereinheit und das Substrat in x-Richtung und y-Richtung um einen Kontaktverschiebe- Bereich verschiebbar ist. Der Kontaktverschiebe-Bereich in der jeweiligen Richtung hat dabei ungefähr die Ausdehnung der Abstände der Kontakt-Pads 220 bzw. 222.
In Fig.l erfolgt die Signalübertragung über die Kontaktiereinheit 150 zu einem Display auf einem Substrat 140 über die Kontaktverbindung 154. Die Signale werden über eine AnSteuereinheit 162 zur Verfügung gestellt. Mit einer solchen Einheit können gegebenenfalls auch Signale des Displays gemessen werden, die mit der Kontaktiereinheit übertragen werden. Um ein Testen mit dem Elektronenstrahl zu ermöglichen kann ferner auch in der Testkammer 108 ein Vakuum erzeugt werden. Hierzu dient der Vakuumflansch 112. Eine Evakuierung der Testkammer erfolgt im Rahmen eines Test bis zu einem Druck von maximal 1*10-2 mbar, bevorzugt bis zu einem Druck von maximal 1*10-4 mbar. Darüber hinaus existieren weitere Flansche (nicht dargestellt), die die Verbindungen zu Kontrolleinheiten, Steuer-Computer 164, externen Kommunikationsmitteln oder ähnlichem ermöglichen.
Im Folgenden wird das Testverfahren mittels des Testsystems 100 anhand eines Elektronenstrahls beschrieben, ohne die Erfindung darauf zu beschränken. Eine mögliche Testmethode besteht darin über Zuleitungen die Elektroden von zum Beispiel Bildelementen eines Displays auf ein Potential aufzuladen. Dieses Potential bzw. dessen zeitliche Veränderung kann mit einem Korpuskularstrahl gemessen werden. Es können hierdurch sowohl Defekte wie Kurzschlüsse oder fehlende Kontakte erkannt, als auch parasitäre Elemente und deren Größe bestimmt werden.
In einer anderen Methode werden die Elektroden der Bildelemente über einen Korpuskularstrahl aufgeladen und die sich dabei ergebenden Potentiale ebenfalls mit einem Korpuskularstrahl gemessen. Über die Ansteuerung der Zuleitungen werden die Anfangs- und Randbedingungen festgelegt.
In einer weiteren Methode werden die Elektroden der Bildelemente über einen Korpuskularstrahl aufgeladen und der dadurch in den Zuleitungen hervorgerufene Strom gemessen.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung soll im folgenden beispielhaft anhand der Figuren 3a und 3b erläutert werden.
Anordnungen 300 in Figuren 3 a und 3b zeigen in Aufsicht ein Glassubstrat 140, das sich auf dem Probentisch 130 befindet. Auf dem Glassubstrat befinden sich Displays 301 oder Schaltungen eines Displays 301, die in einer Vorrichtung getestet werden sollen. Die Figuren 3a bis 3d stellen dieselbe An- Ordnung dar, wobei das Glassubstrat relativ zu der eingezeichneten Hilfslinie 350 verschoben wurde. Ferner zeigen die Figuren 3a und 3b eine Kontaktiereinheit 150. Die Kontaktiereinheit hat die Form eines Rahmens. Der Rahmen weist eine Größe auf, die ausreichend ist, keinen Bereich des zu testenden Displays abzudecken. Der Test-Bereich 302, der mit dem Elektronenstrahl getestet werden kann ist in den Figuren 3 grau gekennzeichnet. Der Test-Bereich legt den Bereich fest, der durch die Testvorrichtung erfasst werden kann. Außerhalb des Test- Bereichs können keine Messungen mit dem Elektronenstrahl durchgeführt werden. Der Elektronenstrahl misst innerhalb des Test-Bereichs, indem der Elektronenstrahl mit einer Scanning-Einheit abgelenkt wird. Dabei wird der Elektronenstrahl in x-Richtung und in y-Richtung durch eine Scanning-Einheit so abgelenkt, dass der Test-Bereich 302 sequentiell durch den Elektronenstrahl erfasst wird. Alternativ ist es auch möglich, den Elektronenstrahl nur in eine Richtung abzulenken und eine Ausdehnung des Test-Bereichs in einer anderen Richtung durch eine Bewegung des Substrats zu erzielen.
Die zu testenden Displays 301 sind größer als der Test-Bereich 302 der
Testvorrichtung. Daher müssen mehrere Bereiche des Displays getrennt voneinander geprüft werden. Aus diesem Grund sind die Displays in einen ersten Bereich 303 und einen zweiten Bereich 304 unterteilt. In dem in den Figuren 3 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen die Bereiche 303 und 304 einer Displayhälfte. Ferner ist die Größe des Test-Bereichs gleich der Größe des ersten Bereichs 303 und des zweiten Bereichs 304 des Displays 301. Diese Übereinstimmung ist zufälliger Natur und für die Erfindung nicht maßgeblich.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird sowohl das Glasssubstrat 140 als auch die Kontaktiereinheit 150 verschoben. Diese Ver- Schiebungen, die im Rahmen des in den Figuren 3 erläuterten Verfahrens durchgeführt werden, sind mit Pfeilen gekennzeichnet. In den Figuren 3 ist die Verschiebung des Probentischs 130 mit dem Substrat 140 in negative x- Richtung durch den Pfeil 312 angedeutet. Eine analoge Verschiebung der Kontaktiereinheit in negativer x-Richtung ist durch den Pfeil 310 angedeutet. Eine weitere Verschiebung (Übergang von Fig. 3b zu Fig. 3 c) ist durch 314 gekennzeichnet.
Für die Prüfung des Displays ist eine Kontaktierung der Kontaktanordnungen durch die Kontaktiereinheit 150 erforderlich. Diese Kontaktiereinheit hat in den Figuren 3 die Form eines Rahmens. Dieser Rahmen ist vorteilhafter Weise ausreichend groß, um nicht einen Bereich des Displays 301 abzudecken.
Während des Testverfahrens wird zunächst der erste Bereich 303 eines Displays getestet, der innerhalb des Test-Bereichs 302 liegt. Dies entspricht der relativen Anordnung des Glassubstrats 140 und der Kontaktiereinheit 150 zur optischen Achse 102, wie es in Figur 3a dargestellt ist. Die optische Achse 102 und der Test-Bereich 302 bewegen sich nicht (während keinem der Methodenschritte) relativ zueinander. Der Test-Bereich 302 ergibt sich durch eine Ablenkung des Elektronenstrahls von der optischen Achse 102. Dabei ist die Größe des Test-Bereichs 302 beispielsweise durch eine maximale Ablenkung des Elektronenstrahls von der optischen Achse 102 limitiert.
Nachdem der Bereich 303 des Displays getestet wurde, wird das Substrat um die Entfernung 312 in negative x-Richtung verschoben. Wie in Figur 3b zu sehen ist, liegt dadurch der zweite Bereich 304 des Displays 301 im Test- Bereich 302 der Testvorrichtung. Der zweite Bereich 304 des Displays kann somit getestet werden. Für den Test des zweiten Bereichs 304 des Displays 301 ist ebenfalls eine Kontaktierung durch die Kontaktiereinheit erforderlich. Daher wird auch die Kontaktiereinheit verschoben. Die Verschiebung 310 in negativer x-Richtung ist dabei im wesentlichen identisch zu der Verschiebung 312 des Substrats. Die Kontaktiereinheit 150 wird dabei so mit dem Substrat (Verschiebung 312) mitgeführt, dass eine Kontaktierung während der gesamten Zeit vorhanden ist.
Nach der Verschiebung des Glassubstrats 140 und der Kontaktiereinheit 150 liegt die in Figur 3b dargestellte Situation vor. Der zweite Bereich 304 des ersten Displays kann nun getestet werden. Zum Testen aller Displays 301 auf dem Substrat 140 muss das Substrat 140 erneut relativ zur optischen Achse 301 (und somit auch zum Test-Bereich 302) verschoben werden. Diese Verschiebung des Substrats ist durch Pfeil 314 gekennzeichnet. Anschließend liegt die in Figur 3c dargestellte Situation vor.
Der Übergang von Fig. 3b zu Fig. 3c verdeutlicht die Vorgänge zum Testen eines weiteren Displays. Zunächst wird die Kontaktiereinheit 150 angehoben. Das Substrat wird relativ zur Kontaktiereinheit verschoben (siehe Pfeil 314), wodurch die Kontaktiereinheit oberhalb eines weiteren Displays positio- niert ist. Anschließend wird die Kontaktiereinheit mit dem weiteren Display verbunden. Die Verschiebung des Substrats relativ zum Test-Bereich 302 bzw. zur optischen Achse eines Elektronenstrahls wird in den Figuren 3 zusätzlich durch Hilfslinie 350 illustriert.
Für das zweite zu testende Display in Fig. 3b wird ein Testverfahren angewendet, das analog zu dem in Figur 3 a beschriebenen Verfahren abläuft. Ein erster Bereich 303 des zweiten Displays 301 liegt zunächst im Test-Bereich 302 der Elektronenstrahltestvorrichtung. Durch den Kontakt des Displays mit der Kontaktiereinheit 150 können ein oder mehrere Testverfahren auf den er- sten Bereich 303 des zweiten Displays 301 angewendet werden. Anschließend werden analog zu den Verschiebungen 310 und 312 (Fig. 3 a zu Fig. 3b) auch für das zweite Display sowohl das Glassubstrat 140 als auch die Kontaktiereinheit 150 verschoben. Durch diese beiden Verschiebungen erhält man die in Fig. 3d dargestellte Situation. Dadurch kann auch der zweite Bereich 304 des zweiten Displays unter Verwendung der Kontaktiereinheit 150 getestet werden.
Um im Rahmen eines Tests eines Displays 301 vom ersten Bereich 303 zum zweiten Bereich 304 zu wechseln, wurden - wie oben beschrieben - jeweils sowohl das Glassubstrat in negative x-Richtung (siehe 312) als auch die Kontaktiereinheit im wesentlichen um den selben Betrag in dieselbe Richtung (siehe 310) verschoben.
Für diese parallel Verschiebung gibt es mehrere Realisierungsmöglichkeiten. Die Kontaktiereinheit 150 kann zum einen mit dem Substrat 140 mitgeführt werden. Mitgeführt bedeutet in diesem Fall, bei der Kontaktierung der Kontaktiereinheit mit der Kontaktanordnung des Displays 301 auch einen me- chanischen Kontakt herzustellen, so dass bei der Bewegung 312 des Substrats die Kontaktiereinheit durch das Substrat mitbewegt wird.
Zum anderen kann die Kontaktiereinheit 150 einen eigenen Antrieb 152 (siehe Figur 1) besitzen. Dadurch kann die Kontaktiereinheit selbständig und unabhängig vom Substrat positioniert werden. Somit ist es möglich, die Kon- taktiereinheit 150 der Bewegung des Substrats nachzuführen.
Hierbei kann das Substrat 140 und Kontaktiereinheit synchronisiert verschoben werden, wozu eine Synchronisationseinheit 160 verwendet wird. Eine Verschiebung des Substrates und der Kontaktiereinheit kann demnach erfolgen, ohne den elektrischen Kontakt zu unterbrechen. Es ist durch den eigenen Antrieb der Kontaktiereinheit auch möglich, die Kontaktiereinheit anzuheben und losgelöst vom Substrat zu verschieben. Sie wird in diesem Fall neu aufge- setzt.
Das in bezug auf die Figuren 3 a und 3b dargelegte Ausführungsbeispiel, kann im allgemeinen als folgender erfinderischer Aspekt beschrieben werden.
Das oben beschriebene erfinderische Verfahren mit der erfinderischen Kontaktiereinheit wurde exemplarisch für Displays beschrieben. Das Verfah- ren kann auch zum Testen anderer Testobjekte verwendet werden. Testobjekte im Sinn der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel sein, Displays, eine Gruppierung von Displays, Arrays anderer mikroelektronischer oder mikromechanischer Elemente, sowie einzelne Schaltungen, die zum Beispiel auf Kurzschlüsse oder fehlende Kontakte zwischen Bereichen der Schaltung getestet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Testen von Testobjekten unterschiedlicher Größen mit derselben Kontaktiereinheit. Dabei ist die Kontaktiereinheit relativ zur optischen Achse einer Testvorrichtung und relativ zu einem zu testenden Testobjekt positionierbar.
Die Testobjekte 301 wurden im Bezug auf die Ausführungsform von Figur 3a und 3b als Display 301 beschrieben. Ein Testobjekt kann aber auch eine Gruppierung von Displays oder andere Geräte sein, die mit vergleichbaren Verfahren getestet werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere von Vorteil für Testverfah- ren, bei denen nur ein beschränkter Bereich eines Testobjekts getestet werden kann, ohne das Substrat mit den Testobjekten zu verschieben. Im Beispiel der Figuren 3 bedeutet dies, dass die Fläche eines zu testenden Testobjektes (Displays 301) größer ist als der Test-Bereich 302.
Beim Testen von Displays mit Korpuskularstrahlen kann heutzutage eine Fläche von über 20 cm x 20 cm getestet werden. Flachbildschirme haben heutzutage bereits eine Größe der Bilddiagonalen von 17", 19" oder darüber. Bei der Produktion werden mehrere Flachbildschirme auf einem Glassubstrat hergestellt. Die Abmessungen des Glassubstrats in einer oder in beiden Richtungen können etwa 1500 mm oder darüber liegen.
Demnach werden die erfindungsgemäßen Verfahren oder Testsysteme bevorzugt für Test-Bereiche von über 50 mm x 50 mm, besonders bevorzugt für Test-Bereiche von über 200 mm x 200 mm eingesetzt. Dies gilt unabhängig von spezifischen Ausfuhrungsbeispielen.
Weiterhin ist es - unabhängig von speziellen Ausführungsbeispielen - bevorzugt, wenn die Testsysteme und Verfahren gemäß der vorliegenden Er- findung Testobjekte mit einer Abmessung in einer oder beiden Richtungen von mindestens 200 mm, besonders bevorzugt von mindestens 400 mm prüfen.
Weiterhin ist es für die vorliegende Erfindung im allgemeinen bevorzugt, wenn Sie auf Testverfahren und Vorrichtungen für Substrate mit einer Abmessung in einer oder in beiden Richtungen von mindestens 700 mm besonders bevorzugt von mindestens 1200 mm angewendet wird.
Realisierbare Substrat-Verschiebungen und Kontaktiereinheit- Verschiebungen betragen bevorzugt mindestens 50 mm, besonders bevorzugt mindestens 300 mm. Es ist insbesondere bevorzugt, wenn der Bereich der Substrat-Verschiebung größer ist als der Bereich der Kontaktiereinheit- Verschiebung und mindestens 700 mm beträgt. Dies gilt für alle Ausführungsformen, die zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung exemplarisch aufgeführt sind.
Unabhängig von konkreten Ausführungsbeispielen ist es bevorzugt, wenn die Kontaktiereinheit 150 einen eigenen Antrieb 152 (siehe Figur 1) be- sitzt, und die Kontaktiereinheit somit selbständig und unabhängig vom Substrat positioniert werden kann. In diesem Fall ist es möglich, die Kontaktiereinheit
150 der Bewegung des Substrats nachzufahren.
Die Nachführung kann durch eine Synchronisierung der Bewegung des
Substrats 140 und der Kontaktiereinheit realisiert werden. Eine Verschiebung des Substrats und der Kontaktiereinheit kann demnach erfolgen, ohne den elektrischen Kontakt zu unterbrechen. Es ist durch den Antrieb der Kontak- tiereinheit aber auch möglich, die Kontaktiereinheit anzuheben und losgelöst vom Substrat zu verschieben.
Gegenüber dem in bezug auf Figur 7 beschriebenen Prinzip hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass Testobjekte 301 gemessen werden kön- nen, die größer sind, als der Test-Bereich 302, der durch das Test- Verfahren vorgegeben wird. Dies wird durch die Verschiebbarkeit der Kontaktiereinheit 150 erzielt.
Vorteile gegenüber dem in bezug auf Figuren 8a bis 8c beschriebenen Prinzip, werden im Folgenden anhand Figur 4 erläutert.
Figur 4 zeigt einen Probenhalter 130 mit einem Glassubstrat 140. Displays 401 sollen durch eines der oben beschriebenen Verfahren getestet werden. Auch Displays 401 sind zu groß, um innerhalb des Test-Bereichs 302 der Testvorrichtung zu liegen. Daher müssen auch Displays 401 in zwei Bereiche 303 a und 304a getrennt werden, die unabhängig voneinander getestet werden. In Fig. 4 ist demnach ein erster Bereich 303a und ein zweiter Bereich 304a eines Displays 401 eingezeichnet. Die Bereiche entsprechen beispielhaft einer Displayhälfte.
Die Kontaktiereinheit 150 in Figur 4 hat dieselbe Größe wie die Kontaktiereinheit 150 in den Figuren 3. Auf Grund der unterschiedlichen Abmessun- gen der Displays 401 im Vergleich zu den Displays 301, deckt die Kontaktiereinheit in Figur 4 Teile eines Displays 401 ab. Eine Kontaktiereinheit 806, wie sie in Figur 8 dargestellt ist, kann nicht auf die veränderten Abmessungen angepasst werden. Für eine Kontaktiereinheit gemäß den Figuren 8a bis 8c ist es daher notwendig für unterschiedliche Typen von Testobjekten unterschiedli- ehe Typen von Kontaktiereinheiten 806 (siehe Fig. 8) zu verwenden.
Die erfindungsgemäße Kontaktiereinheit 150 kann jedoch an unterschiedlichen Orten des Substrates platziert werden. Somit stört bei der vorliegenden Erfindung eine Abdeckung eines Displays, das derzeit nicht getestet wird (in Figur 4, oberes Display in der Mitte), den Prüfungsablauf nicht.
Auch der Displaytyp 401 weist eine Größe auf, die größer ist als der
Test-Bereich 302. Somit wird auch hier analog zu den in bezug auf Fig. 3 be- schri ebene Schritten, die Kontaktiereinheit 150 derart mit dem Substrat 140 verschoben werden, dass eine Kontaktierung des Displays 401 während des Testens des ersten Bereichs 303 a und des zweiten Bereichs 304a möglich ist.
Wie in Figur 4 ferner zu sehen ist, hat die Kontaktiereinheit 150 nicht auf allen vier Seiten des Displays 401 einen direkten Kontakt zu dem jeweiligen zu messenden Display. Daher ist es für die vorliegende Erfindung von Vorteil, wenn die Kontaktanordnung 200 oder mehrere der Kontaktanordnungen 200, mit denen der Kontakt zwischen der Kontaktiereinheit 150 und dem Display hergestellt wird, so angeordnet sind, dass eine Kontaktierung auch bei wech- selnden Abmessungen der Displays erfolgt. In Figur 4 sind alle Kontaktanordnungen 200 auf der oberen Seite des jeweiligen Displays 401 angeordnet. Daher ist in diesem Fall die Kontaktierung der Kontaktiereinheit 150 unabhängig von den Abmessungen des Displays.
Demnach können durch die vorliegende Erfindung im Gegensatz zum im bezug auf das in den Figuren 8 dargestellte Grundprinzip unterschiedliche Typen von Displays getestet werden, ohne die Kontaktiereinheit 150 zu wechseln oder zu tauschen.
Ähnliches gilt auch für die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform. Die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform zeigt in Analogie zu den vorigen Fi- guren einen Substrathalter 130 mit einem Glassubstrat 140. Die Kontaktiereinheit in Fig. 5 enthält einen ersten Teil 150a und einen zweiten Teil 150b. Das Ausführungsbeispiel der Kontaktiereinheit 150 in Figur 5 hat dieselben erfinderischen Eigenschaften, wie die Kontaktiereinheit in Figur 3. Das bedeutet, auch die Kontaktiereinheit in Figur 5 ist relativ zur optischen Achse einer Testvorrichtung und unabhängig von der Position des Glassubstrats positionierbar.
Darüber hinaus bietet die Kontaktiereinheit 150 in Figur 5 eine zusätzliche verbesserte Flexibilität, indem die Größe der Kontaktiereinheit 150 variiert werden kann. Eine Größenänderung der Kontaktiereinheit 150 in Figur 5 wird durch eine Verschiebung der beiden Teile 150 a und 150b realisiert, die durch Pfeil 504 angedeutet ist. Fig. 5 zeigt femer einen ersten Displaytyp 301a und einen zweiten Displaytyp 301b. Die beiden Displaytypen unterscheiden sich durch deren Abmessungen. Der Pfeil 502 symbolisiert den Größenunterschied zwischen den Displays 301a und 301b. Wie bereits erwähnt, beschreibt der Pfeil 504 eine Größenänderung der Kontaktiereinheit 150. Diese Größenänderung kann an den Größenunterschied der beiden Displaytypen 301a und 301b angepasst werden.
Werden in Figur 5 anstelle eines ersten Displaytyps 301a andere Displays des Typs 301b getestet, so kann die Kontaktiereinheit auf die veränderte Dis- playgröße oder Displayform angepasst werden. Eine Größenänderung 502 des Displays wird durch eine Verschiebung 504 der Teile 150a und 150b der Kontaktiereinheit ausgeglichen.
Durch diesen bevorzugten Aspekt kann eine noch größere Flexibilität geschaffen werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird eine zusätzliche Positioniereinheit für die beiden Teile 150a und 150b relativ zueinander zur Verfügung gestellt. Alternativ kann für beide Teile 150a und 150b der Kontaktiereinheit 150 jeweils separat eine Positioniereinheit zur Verfügung gestellt werden.
Unabhängig von einer Änderung der Abmessung der Kontaktiereinheit 150 durch die Verschiebung 504 der beiden Teile der Kontaktiereinheit 150, ist es auch hier bevorzugt, (siehe Erläuterungen zu Figuren 2 und 4), wenn unterschiedliche Typen von Displays identische oder kompatible Kontaktanordnungen 200 aufweisen.
Die im Rahmen dieser Erfindung erörterten Ausführungsformen beziehen sich auf Kontaktiereinheiten, die im wesentlichen durch einen rechteckigen
Rahmen oder Teile eines rechteckigen Rahmens gebildet sind. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, da es den Vorteil bietet eine Kontaktierung des Displays von allen vier Seiten vorzunehmen.
Die vorliegende Erfindung soll nicht darauf beschränkt werden. Der er- finderische Grundgedanke lässt sich auch mit einer balkenformigen, mehreren balkenformigen oder anderen Kontaktiereinheiten realisieren. Zum Beispiel reicht für die Kontaktanordnung 200 in Figur 4 ein Kontaktbalken an der Ober- seite oder einer anderen Seite der Displays aus. Für eine zusätzliche Kontaktierung an einer weiteren Seitenfläche eines Displays reicht eine Kontaktiereinheit in Form eines Winkels aus.
Existieren mehrere Teile der Kontaktiereinheit, ist es - wie bereits in be- zug auf Fig. 5 erwähnt - bevorzugt, wenn mehrere Antriebe für die Positionierung der Teile der Kontaktiereinheit existieren. Die zusätzlichen Antriebe können entweder für die Positionierung der einzelnen Teile relativ zur optischen Achse der Testvorrichtung oder für die Positionierung relativ zueinander genutzt werden.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung.
Es existiert wiederum ein Substrathalter 130 mit einem Glassubstrat 140. Auf dem Glassubstrat sind Displays 301 bzw. die für Displays benötigten Schaltungen angeordnet. Der durch eine Testvorrichtung vorgegebene Test-Bereich 302 ist in Figur 6 grau gekennzeichnet. Darüber hinaus zeigt Figur 6 eine Kontaktiereinheit 150. Die Kontaktiereinheit 150 umfasst sechs Displays. Daher kann Figur 6 so interpretiert werden, als ob ein Testobjekt bestehend aus sechse Displays getestet werden soll. Demnach ist das Testobjekt so groß, dass eine Prüfung des Testobjektes nicht wie in Figur 3 (dort Testobjekt = Display) durch den Test von zwei Bereichen stattfinden kann. In Figur 6 werden viel- mehr 12 Bereiche getestet, um alle für die Prüfung des gesamten Testobjekts relevanten Testergebnisse zu erhalten.
Daher ist das erste Testobjekt in 12 Bereiche I bis XII unterteilt. Jeder dieser Bereiche hat dieselbe Größe wie der Test-Bereich 302 der Testvorrichtung. Diese Übereinstimmung der Größen von Test-Bereich 302 und Berei- chen I bis XII ist exemplarisch und für die vorliegende erfinderische Idee nicht einschränkend.
Um bei der Beschreibung der Testmethode, auf entsprechende Verschiebungen verweisen zu könne, sind in Figur 6 ferner folgende Abmessungen und Verschiebebereiche gekennzeichnet. " Die Abmessungen des Substrathalters sind in x-Richtung mit 602 und in y-Richtung mit 604 bezeichnet. Pfeil 610 symbolisiert den Verschiebebereich des Substrats in x-Richtung. Pfeil 614 symbolisiert den Verschiebebereich des Substrats 140 in y-Richtung. Die durch Pfeil 612 dargestellte Verschiebung ist eine Addition der Verschiebun- gen 610 und 614. Zusätzlich ist eine Verschiebung der Kontaktiereinheit 150 relativ zum Substrathalter 130 durch Pfeil 606 gekennzeichnet. Die einzelnen Bereiche eines Testobjekts sind mit römischen Ziffern nummeriert.
In Fig. 6 schließt die Kontaktiereinheit mehrere Displays 301 ein. Das Testobjekt besteht im vorliegenden Fall beispielhaft aus sechs Displays bzw. aus den Bereichen I bis XII. Die sechs Displays innerhalb des Testobjekts sind elektrisch miteinander verknüpft. Dadurch können Signale über die Kontaktiereinheit zu allen Displays gesendet werden bzw. von allen Displays empfangen werden.
Der Test-Bereich 302 des Elektronenstrahlmesssystems erstreckt sich nur über einen kleinen Teil des Testobjekts. Das Substrat liegt auf dem Substrathalter 130. Der Substrathalter hat die Abmessungen 602 in x-Richtung und 604 in y-Richtung. Um alle Displays auf dem Substrat messen zu können, weist der Substrathalter 130 einen Verschiebebereich in x-Richtung gemäß Pfeil 610 auf. Dadurch ist ein ausreichender Verschiebebereich sichergestellt, um Bereich VI in den Test-Bereich 302 einer Testvorrichtung zu schieben. Ein Verschiebebereich in y-Richtung gemäß Pfeil 614 stellt die Messung des Bereichs IXX sicher. Durch die Verschiebung 612 kann auch der in Figur 6 am weitesten vom Test-Bereich 302 entfernte Bereich XXIV eines Displays ge- prüft werden.
Das Testverfahren beruht auch in diesem Beispiel auf das in bezug auf Fig. 3a bis 3d beschriebene Prinzip. Zunächst wird Bereich I des Testobjektes geprüft. Anschließend wird sowohl das Glassubstrat 140 als auch die Kontaktiereinheit 150 beispielsweise in x-Richtung verschoben. Der Betrag der Ver- Schiebung wird so gewählt, dass Bereich II geprüft werden kann. Daraufhin wird der Bereich II geprüft. Anschließend wird wiederum eine synchrone Verschiebung der Kontaktiereinheit 150 und des Glassubstrats 140 durchgeführt. Dieses Vorgehen wird so lange wiederholt bis alle Bereiche II bis XII getestet wurden.
Danach wird die Kontaktiereinheit und das Substrat relativ zueinander verschoben (siehe 606), damit das nächste Testobjekt (Bereiche XIII bis XXrV) durch die Kontaktiereinheit 150 kontaktiert werden kann. Auch in dem Bereich dieses Testobjektes werden alle Bereiche getestet. Bei einer Verschie- bung der jeweiligen Bereiche zum Test-Bereich 302 wird dabei die Kontaktiereinheit 150 im wesentlichen parallel verschoben.
Die bisherigen Ausführungsbeispiele haben beispielhaft auf ein Testverfahren mit einem Strahl geladener Teilchen Bezug genommen. Da diese Test- verfahren sehr empfindlich sind, ist es bevorzugt, die Testvorrichtung, d.h. die Strahlquelle, die Strahlformung, die Strahlablenkung und die Signaldetektion, nicht zu verschieben. Dadurch kann zum Beispiel eine Dejustage auf Grund von Vibrationen verringert werden.
In Figur 10 ist ein weiteres Testverfahren beschrieben, dessen Justage- empfindlichkeit geringer ist. Dadurch kann in den folgenden Beispielen auch die optische Achse der Testvorrichtung verschoben werden. Figur 10 zeigt eine Strahlquelle in Form einer Lampe 910 mit einer Strahlformungsoptik 911. Das parallel Lichtbündel wird über einen Strahlteiler 912 in Richtung der Oberfläche des Substrats 140 gelenkt. Auf dem Substrat sind Testobjekte zum Beispiel in Form von Displays angeordnet. Der Strahl wird innerhalb des Messkopfes 914 reflektiert. Zusätzlich existiert im Messkopf 914 ein Modulator, der mit dem zu testenden Displays kapazitiv gekoppelt ist. Der Modulator verändert seine lokalen Transmissionseigenschaften in Abhängigkeit von der kapazitiven Kopplung zu den einzelnen Bildpunktelementen des Displays. Durch die veränderten Transmissionseigenschaften wird der Lichtstrahl, der entlang der optischen Achse 102 propagiert, beeinflusst. Die lokalen, einem einzelnen Bildpunktelement zuordenbaren Veränderungen des Lichtstrahls werden gemessen, indem der am Messkopf 914 reflektierte Lichtstrahl den Strahl teuer durchläuft und von dem optischen System 917 auf eine Detektions- kamera 916 abgebildet wird.
Da bei dem in bezug auf Fig. 10 beschriebenen Testverfahren, die optische Achse 102 relativ zum Substrat 140 relativ komplikationslos bewegt werden kann, ergibt sich ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung. Dieser wird im folgenden anhand der Ausführungsform gemäß den Figuren 11 a bis 1 ld beschrieben. Dabei handelt es sich um ein analoges erfinderisches Verfahren zum Kontaktieren und Testen von Displays. Bei den bislang beschriebenen Ausführungsformen wurde der Halter 130 mit dem Substrat 140 verschoben. Da der Halter im Vergleich zu anderen Komponenten eine große Fläche auf- weißt, muss, um den Halter zu verschieben, eine große Grundfläche des gesamten Testsystems zur Verfügung gestellt werden. Daher ist es platzsparend, wenn anstelle des Halters mit dem Substrat die optische Achse der Testvorrichtung und somit der Messbereich 302 verschoben wird. Dies ist für sehr empfindliche Messvorrichtungen, wie zum Beispiel Elektronenstrahl- Messvorrichtungen, nur eingeschränkt möglich. Aus diesem Grund wird dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand einer Ausführungsform mit einem lichtoptischen Meßsystem analog zu Fig. 10 beschrieben.
In Figur 11a ist der Probenhalter 130 mit dem Glassubstrat 140 gezeigt. Der Probenhalter ist während des Testablaufs quasi unbeweglich. In Fig. 11a wird eine Konstellation gezeigt, in der zunächst ein erster Bereich 303 eines Displays 301 getestet wird. Dazu wird unter anderem eine Testvorrichtung bzw. deren optische Achse 102 so positioniert, dass der grau gekennzeichnete Test-Bereich 302 mindestens den ersten Bereich 303 des ersten zu testenden Displays abdeckt. Bei einem lichtoptischen Verfahren kann zum Beispiel der gesamte Test-Bereich mit einem quasi parallelen Photonenstrahl getestet werden. Eine Messvorrichtung direkt über dem zu testenden Display enthält dabei einen optischen Modulator, der auf die Pixeleigenschaften des Displays über eine kapazitive Kopplung reagiert. Der optische Modulator ändert die Trans- missionseigenschaften für den parallelen Photonenstrahl. Eine Abbildung des Photonenstrahls auf eine Kamera führt demnach zu einem auswertbaren Messergebnis.
Zusätzlich zu der Positionierung der Messvorrichtung mit dem Test- Bereich 302 wird auch die Kontaktiereinheit 150 positioniert. Die Kontak- tiereinheit dient unter anderem für die kapazitive Kopplung zwischen den Bildpunktelementen des zu testenden Displays und dem optischen Modulator des Messkopfs 914 der Testvorrichtung (siehe Figur 10). Durch die Kontaktierung der Kontaktiereinheit 150 kann das Display z. B. mit Signalen versorgt werden, wodurch ein Test des ersten Bereichs des ersten zu testenden Displays 301 durchgeführt werden kann.
Der Test des zweiten Bereichs 304 des ersten zu testenden Displays 301 wird bei einer relativen Positionierung der Komponenten durchgeführt, wie sie in Figur 11b dargestellt ist. Dazu wurde die optische Achse der Testvorrich- tung und somit der Test-Bereich 302 verschoben, wie es in Fig. 11a durch Pfeil 902 dargestellt ist.
Nach dem Testen des zweiten Bereichs 304 des ersten zu testenden Displays (siehe Fig. 1 lb) wird die Kontaktiereinheit 150 verschoben, wie es durch Pfeil 904 gekennzeichnet ist. Ferner wird die optische Achse der Testvorrichtung gemäß Pfeil 906 verschoben. Dadurch wird eine Positionierung der Komponenten relativ zueinander erreicht, die in Figur 11c dargestellt ist. Gemäß Figur 11c liegt ein erster Bereich 303 eines weiteren zu testenden Displays innerhalb des Test-Bereichs der Testvorrichtung. Nach dem Test dieses Berei- ches wird die optische Achse 102 der Testvorrichtung gemäß Pfeil 902a verschoben. Da im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform alle Displays 301 identisch sind, entspricht der Betrag und die Richtung der Verschiebung 902a der Verschiebung 902 (siehe Fig. 11a).
Nach der Verschiebung 902a der Testvorrichtung und somit des Testbe- reichs 302, liegt die in Figur 1 ld dargestellte Positionierung der Komponenten relativ zueinander vor. Dabei liegt der zweite Bereich 304 des weiteren zu testenden Displays im Test-Bereich 302 (grau gekennzeichnet) der Testvorrichtung. Dieser zweite Bereich des weiteren Displays kann nun getestet werden.
Durch weitere Verschiebungen der Kontaktiereinheit und der optischen
Achse der Testvorrichtung relativ zum Halter 130 bzw. des Glassubstrats 140 können alle Displays bzw. alle Bereiche aller Displays getestet werden.
Gemäß den im Bezug auf die vorliegende Erfindung beschriebenen Ausfuhrungsformen kann eine große Flexibilität gewährleistet werden, die einen Wechsel von Kontaktiereinheiten unnötig macht. Zudem können die immer größer werdenden Displays mit Hilfe von einfach ausgeführte Kontaktanordnungen kontaktiert werden, da die Kontaktiereinheit einer Verschiebung der Testobjekte und der optischen Achse des Korpuskularstrahl-Testgerätes relativ zueinander folgen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Positionieren eines Substrats und zum Kontaktieren eines Testobjektes mit folgenden Schritten: a) auflegen des Substrats mit mindestens einem Testobjekt auf einen
Halter; b) positionieren des Substrats relativ zu einer optischen Achse einer Testvorrichtung durch einen Positioniervorgang; c) positionieren einer Kontaktiereinheit relativ zu der optischen Ach- se, wobei die Kontaktiereinheit unabhängig von dem Positioniervorgang des Substrats positioniert wird; d) kontaktieren mindestens einer Kontaktanordnung des Testobjekts mit der Kontaktiereinheit.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei beim Kontaktieren der Kontaktiereinheit mit der mindestens einen Kontaktanordnung des Testobjekts mindestens zwei Kontakt-Pins der Kontaktiereinheit mit Kontakt-Pads der mindestens einen Kontaktanordnung in Verbindung gebracht werden und wobei zum Kontaktieren die Kontakt-Pins der Kontaktiereinheit re- lativ zueinander unbewegt bleiben.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktiereinheit mit einem eigenen Antrieb positioniert wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionierungsschritte (b bzw. c) eine Bewegung senkrecht zur optischen Achse von mindestens 5 cm bevorzugt von mindestens 20 cm beinhalten.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte b) bis d) mehrmals beim Testen eines Substrates, bevorzugt zumindest zwischen dem Testen jedes Testobjektes wiederholt werden.
6. Verfahren zum Testen eines Substrats mit mehreren Testobjekten mittels einer Testvorrichtung, mit folgenden Schritten: - legen des Substrats auf einen Halter; kontaktieren eines ersten Testobjekts mit einer Kontaktiereinheit; positionieren des Substrats, so dass ein erster Bereich des ersten Testobjekts in einem Test-Bereich der Testvorrichtung liegt; testen des ersten Bereiches des Testobjektes; - verschieben des Substrates, so dass mindestens ein weiterer Bereich des ersten Testobjektes in dem Test-Bereich der Testvorrichtung liegt; verschieben der Kontaktiereinheit, so dass die Position der Kontaktiereinheit in bezug auf das erste Testobjekt im wesentlichen unverändert ist; testen des weiteren Bereiches des Testobjektes; verschieben der Kontaktiereinheit und des Substrats relativ zueinander, so dass ein weiteres Testobjekt kontaktiert werden kann.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Kontaktiereinheit durch Nachführen verschoben wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Kontaktiereinheit durch Mitfuhren verschoben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kontaktiereinheit verschoben wird, während ein Kontakt zum Substrat besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Test-Bereich durch eine Strahlablenkung eines Korpuskularstrahls in zwei Richtungen gescannt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Test-Bereich durch eine Strahlablenkung eines Korpuskularstrahls in einer Richtung und eine Substratbewegung in einer anderen Richtung gescannt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Kontaktiereinheit verschoben wird, während kein Kontakt zum Substrat besteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Kontaktiereinheit auf unterschiedliche Ausführungsformen von Testobjekten angepasst wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei das Testen durch Scannen des Test-Bereiches mit einem Korpuskularstrahl und Messung der Sekundärelektronen erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei das Testen durch Scannen des Test-Bereiches mit einem Korpuskularstrahl und Messen eines über die Kontaktiereinheit geführten Signals erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, wobei vor dem Testen ein
Vakuum von kleiner 1*10"3 mbar erzeugt wird.
17. Vorrichtung zum Kontaktieren für den Test mindestens eines Testobjekts (301) auf einem Substrat (140), mit: einem Halter (130) für das Substrat; einer Verschiebeeinheit (132, 134) für den Halter mit einem Halter- Verschiebebereich in x-Richtung und einem Halter-
Verschiebebereich in y-Richtung; eine Kontaktiereinheit (150) zum Kontaktieren des mindestens einen Testobjektes, wobei die Kontaktiereinheit verschiebbar in x- und y-Richtung ist und der Kontaktiereinheit- Verschiebebereich in x-Richtung und/oder der Kontaktiereinheit- Verschiebebereich in y-
Richtung kleiner ist als der jeweilige Halter-Verschiebebereich.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei der Kontaktiereinheit- Verschiebebereich in x-Richtung und y-Richtung größer ist als ein ent- sprechender Kontaktjustage- Verschiebebereich (220, 222) der Kontaktiereinheit.
19. Vorrichtung zum Kontaktieren für den Test mindestens eines Testobjekts (301) auf einem Substrat, wobei für den Test eine Testvorrichtung mit einer optischen Achse ( 102) verwendet wird, mit: einem Halter (130) für ein Substrat mit mindestens einem Testobjekt; einer Verschiebeeinheit für den Halter eine Kontaktiereinheit (150) zum Kontaktieren des mindestens ei- nen Testobjektes, wobei die Kontaktiereinheit verschiebbar ist und, im wesentlichen maximal die Abmessung der halben Halterabmessung in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweißt.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei die Kontaktiereinheit im we- sentlichen maximal die Abmessungen der halben Halterabmessungen in zwei Richtungen senkrecht zu der optischen Achse aufweißt.
21. Vorrichtung zum Kontaktieren für den Test mindestens eines Testobjekts auf einem Substrat (140), wobei für den Test eine Testvorrichtung mit einer optischen Achse (102) verwendet wird, mit einem gegenüber der optischen Achse (102) verschiebbaren Halter
(130) für das Substrat; einer verschiebbaren Kontaktiereinheit (150), wobei die Kontaktiereinheit während des Testens des Substrates gegen- über der optischen Achse und gegenüber dem Halter verschiebbar ist.
22. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die Kontaktiereinheit mindestens 5 cm bevorzugt mindestens 20 cm verschiebbar ist.
23. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die Kontaktiereinheit Abmessungen hat, dass kein zu testender Bereich des zu testenden Testobjekts von der Kontaktiereinheit abgedeckt wird.
24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei die Kontaktiereinheit eine Größe hat, die größer ist als der Test-Bereich (302) beim Testen.
25. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei die Kontaktiereinheit mit einer Verschiebeeinheit mit Antrieb (152) zur Verschiebung relativ zur optischen Achse verbunden ist.
26. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei eine Synchronisationseinheit (160) existiert, die die Verschiebeeinheit der Kontaktiereinheit und des Halters synchronisiert.
27. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 26, wobei die Kontak- tiereinheit Kontaktpins zur Kontaktierung besitzt.
28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei die Kontaktpins zur Kontaktierung mit der Kontaktiereinheit (150) relativ zueinander während des Testens eines Substrats unbeweglich sind.
29. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei die Kontaktpins zur Kontaktierung mit der Kontaktiereinheit (150) relativ zueinander unbeweglich sind.
30. Vorrichtung gemäß einem der Anspruch 17 bis 29, wobei die Kontaktiereinheit (150) auf verschiedene Größen von Testobjekten einstellbar ist.
31. Vorrichtung gemäß einem der Anspruch 17 bis 30, wobei das Testobjekt mindestens ein Display (301) mit einer Kontaktanordnung (200) ist.
32. Vorrichtung gemäß einem der Anspruch 17 bis 31 , wobei die Vorrichtung ausgelegt ist, um im Vakuum verwendet zu werden.
33. Vorrichtung gemäß einem der Anspruch 17 bis 32, wobei die Kontaktiereinheit mit einer externer Steuerung (162) und/oder einer Messeinrichtung (162) verbunden ist.
34. Vorrichtung gemäß einem der Anspruch 17 bis 33, wobei die Kontak- tiereinheit während des Testens eines Substrats verschiebbar ist.
35. Test-System mit einer evakuierbaren Test-Kammer (108); einer Korpuskularstrahlsäule (104) mit einer optischen Achse (102); und einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 34.
36. Verfahren zum Testen eines Substrats mit mehreren Testobjekten, wobei zum Testen eine Testvorrichtung mit einer optischen Achse verwendet wird, mit folgenden Schritten: - legen des Substrats auf einen Halter; kontaktieren eines ersten Testobjekts mit einer Kontaktiereinheit; positionieren des Substrats und der optischen Achse relativ zueinander, so dass ein erster Bereich des ersten Testobjekts in einem Test-Bereich der Testvorrichtung liegt; - testen des ersten Bereiches des Testobjektes; verschieben des Substrates und der optischen Achse relativ zueinander, so dass mindestens ein weiterer Bereich des ersten Testobjektes in dem Test-Bereich der Testvorrichtung liegt; testen des weiteren Bereiches des Testobjektes; - verschieben der Kontaktiereinheit und des Substrats relativ zueinander, so dass ein weiteres Testobjekt kontaktiert werden kann.
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die optische Achse der Testvorrichtung relativ zum Substrat positioniert wird und die Kontaktiereinheit re- lativ zum Substrat verschoben wird.
38. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 36 bis37, wobei der Test-Bereich durch ein lichtoptisches System erfasst wird.
39. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 36 bis 38, wobei die Kontaktiereinheit auf unterschiedliche Ausführungsformen von Testobjekten angepasst wird.
40. Vorrichtung zum Kontaktieren für den Test mindestens eines Testobjekts (301) auf einem Substrat, wobei für den Test eine Testvorrichtung mit einer optischen Achse verwendet wird, mit: einem Halter (130) für ein Substrat mit mindestens einem Testob- jekt; einer Verschiebeeinheit für eine Verschiebung der optischen Achse (102) ; eine Kontaktiereinheit (150) zum kontaktieren des mindestens einen Testobjektes, wobei die Kontaktiereinheit relativ zur optischen Achse und unabhängig davon relativ zum Halter verschiebbar ist und im wesentlichen maximal die Abmessung der halben Halterabmessung in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweißt.
41. Vorrichtung gemäß Anspruch 40, wobei die Kontaktiereinheit im wesentlichen maximal die Abmessungen der halben Halterabmessungen in zwei Richtungen senkrecht zu einer optischen Achse aufweißt.
42. Vorrichtung zum Kontaktieren für den Test mindestens eines Testobjekts auf einem Substrat (140), wobei für den Test eine Testvorrichtung mit einer optischen Achse (102) verwendet wird, mit einer gegenüber dem Halter (130) für das Substrat verschiebbaren optischen Achse (102); einer verschiebbaren Kontaktiereinheit (150), wobei die Kontaktiereinheit während des Testens des Substrates gegenüber der optischen Achse und gegenüber dem Halter verschiebbar ist.
43. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei die Kontaktiereinheit mindestens 50 mm bevorzugt mindestens 200 mm verschieb- bar ist.
44. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei die Kontaktiereinheit Abmessungen hat, so dass kein zu testender Bereich des zu testenden Testobjekts von der Kontaktiereinheit abgedeckt wird.
45. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 44, wobei die Kontaktiereinheit eine Größe hat, die größer ist als der Test-Bereich (302) beim Testen.
46. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 45, wobei die Kontaktiereinheit mit einer Verschiebeeinheit mit Antrieb (152) zur Verschiebung relativ zur optischen Achse verbunden ist.
47. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 46, wobei eine Synchro- nisationseinheit (160) existiert, die die Verschiebeeinheit der Kontaktiereinheit und einer weiteren Verschiebeeinheit synchronisiert.
48. Vorrichtung gemäß Anspruch 47, wobei die weitere Verschiebeeinheit eine Verschiebeeinheit für die optische Achse ist.
49. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 48, wobei die Kontaktiereinheit Kontaktpins zur Kontaktierung besitzt.
50. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 49, wobei die Kontak- tiereinheit (150) auf verschiedene Größen von Testobj ekten einstellbar ist.
51. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 50, wobei das Testobjekt mindestens ein Display (301) mit einer Kontaktanordnung (200) ist.
52. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 51 , wobei die Kontaktiereinheit mit einer externer Steuerung (162) und/oder einer Messeinrichtung (162) verbunden ist.
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